Los genomas de los eucariotas están marcados por largos tramos de secuencia que no codifican proteínas o ARN. Aunque algunas de estas regiones contienen secuencias reguladoras cruciales, la gran mayoría de este ADN no cumple ninguna función conocida. Típicamente, estas regiones del genoma son en las que se observa el cambio más rápido, en términos evolutivos, porque normalmente hay poca o ninguna presión de selección que actúe sobre estas regiones para preservar sus secuencias.

Por el contrario, las regiones que codifican una proteína pueden experimentar una alta presión de selección, ya que es probable que cualquier cambio en su secuencia dé lugar a una proteína menos capaz de realizar su función de manera óptima. Sin embargo, ocasionalmente una mutación en una de estas regiones dará lugar a un resultado beneficioso que contribuya a la aptitud general del organismo, y tales mutaciones a menudo persisten e incluso pueden fijarse en las poblaciones. Al comparar la frecuencia de estos eventos de mutación con los cambios relativamente regulares observados en las secuencias no codificantes, esto es extremadamente raro, por lo que en general se considera que las regiones codificantes evolucionan lentamente.

También es cierto que hay una cantidad medible de variación en los niveles de conservación de secuencias dentro de las secuencias codificantes, y esto se observa en todos los organismos. Por ejemplo, tomemos el ejemplo de una proteína receptora. Dichas proteínas suelen tener diferentes regiones que pueden realizar funciones como la unión de ligandos, la señalización intracelular o la integración de membranas. En este caso, una mutación en la región que está involucrada en la unión del ligando puede producir una proteína que es menos eficiente para unirse al ligando. Por lo tanto, es probable que la presión de selección sea alta en los nucleótidos particulares que codifican para esta parte de la proteína. Sin embargo, en la sección de la proteína que se extiende por la membrana, puede observarse menos efecto si se produce una sustitución de aminoácidos y, por lo tanto, niveles más bajos de presión de selección. En estas condiciones, podríamos ver que dos regiones del mismo gen codificador de proteínas podrían tener diferentes tasas de evolución.

Secuenciación de genes o regiones genómicas para construir filogenias

Esta variación en la velocidad de la evolución del genoma en diferentes regiones se puede estudiar para responder preguntas sobre las relaciones evolutivas. Los genes y las regiones génicas se pueden seleccionar y secuenciar en grupos de individuos para responder a preguntas tan limitadas como "¿son estas poblaciones potencialmente diferentes especies?" o tan amplias como "¿cómo se ubican estos filos en el árbol de la vida?". Para el primero, la selección de un gen que tenga una región relativamente poco conservada ayudaría a identificar las diferencias a nivel poblacional. Por el contrario, para responder a preguntas sobre grupos tan diversos como los filos, una región génica altamente conservada puede proporcionar suficiente homología para producir una filogenia de dichos grupos. Las regiones comúnmente utilizadas para análisis filogenéticos moleculares como estos incluyen genes de ARNr ribosómicos (como ARNr 16s, ARNr 18s o ARNr 28s), o regiones genómicas conocidas como ITS (espaciadores internos transcritos, I o II) que se encuentran entre los genes de la subunidad de ARNr ribosómico.