Ортологичните и паралогичните гени са два вида хомоложни гени, т.е. гени, които възникват от обща ДНК родова последователност. Ортологичните гени се разминават след събитие на видообразуване, докато паралогичните гени се различават един от друг в рамките на даден вид. Казано по друг начин, термините ортологичен и паралогичен описват връзките между дивергенцията на генетичната последователност и генните продукти, свързани със видообразуване или генетично дублиране.
Разбиране на хомоложните гени
Ортологичните и паралогичните гени са различни видове хомоложни гени. Хомоложните гени са два или повече гена, които произлизат от обща родова последователност на ДНК. Пример за хомоложни гени са генетичните кодове, лежащи в основата на крило на прилеп и ръка на мечка. И двете запазват сходни характеристики и се използват по подобен начин. Тези черти, предадени от последния им общ предшественик, имат адаптивно налягане, което може да доведе до вариации в гена. Точката или събитието в еволюционната история, което отчита вариацията на ДНК последователността в гена, определя дали хомоложните гени се считат за „орто“ или „пара“.
Ортологични гени
Ортологичните гени са хомоложни гени, които се разминават след еволюцията, пораждат различни видове, събитие, известно като видообразуване. Гените обикновено поддържат функция, подобна на тази на гена на предците, от който са еволюирали. При този тип хомоложен ген родовият ген и неговата функция се поддържа чрез a специфично събитие, въпреки че вариации могат да възникнат в гена след точката, в която видът се разминава.
Паралогични гени
Паралогичните гени са хомоложни гени, които са се разминали в рамките на един вид. За разлика от ортоложните гени, паралогичният ген е нов ген, който изпълнява нова функция. Тези гени възникват по време на дублиране на ген, където едно копие на гена получава мутация, която поражда към нов ген с нова функция, въпреки че функцията често е свързана с ролята на прародителя ген.
Примери за паралогични и ортологични гени
Гените, които произвеждат хемоглобиновите и миоглобиновите протеини, са хомоложни гени, които имат както ортологични, така и паралогични взаимоотношения. Както хората, така и кучетата притежават гените както на хемоглобиновите, така и на миоглобиновите протеини, което показва, че хемоглобиновите и миоглобиновите гени са еволюирали преди последния общ прародител на хората и кучетата. Миоглобинът е възникнал при този прародител като паралогичен ген на хемоглобина; мутация в гена на хемоглобина по време на събитие на дублиране доведе до отделен миоглобинов ген, който изпълнява нова, но подобна функция. Тъй като дивергенцията при хемоглобина при хората и кучетата настъпва едва след спецификацията, тези гени са ортологични. Човешкият миоглобин и кучешкият хемоглобин обаче са хомоложни гени, които не са нито паралогични, нито ортологични.