Ortologní a paralogní geny jsou dva typy homologních genů, tj. Geny, které vznikají ze společné sekvence předků DNA. Ortologní geny se po události speciace rozcházely, zatímco paralogní geny se v rámci druhu od sebe liší. Jinými slovy, termíny ortologické a paralogní popisují vztahy mezi divergencí genetických sekvencí a genovými produkty spojenými se speciací nebo genetickou duplikací.
Porozumění homologním genům
Ortologní a paralogní geny jsou různé typy homologních genů. Homologní geny jsou dva nebo více genů, které pocházejí ze společné sekvence DNA předků. Příkladem homologních genů jsou genetické kódy, které tvoří základ křídla netopýra a paže medvěda. Oba si zachovávají podobné funkce a jsou využívány podobným způsobem. Tyto vlastnosti, které byly předávány od jejich posledního společného předka, mají adaptivní tlaky, které mohou vést k variacím uvnitř genu. Bod nebo událost v evoluční historii, která zohledňuje variabilitu sekvence DNA v genu, určuje, zda jsou homologní geny považovány za „ortho“ nebo „para“.
Ortologní geny
Ortologní geny jsou homologní geny, které se lišily poté, co evoluce vedla k vzniku různých druhů, což je událost známá jako speciace. Geny si obecně udržují podobnou funkci jako rodový gen, ze kterého se vyvinuly. U tohoto typu homologního genu je gen předků a jeho funkce udržována prostřednictvím a speciační událost, i když v genu mohou nastat variace po okamžiku, ve kterém druh rozcházely se.
Paralogní geny
Paralogní geny jsou homologní geny, které se v rámci jednoho druhu rozcházely. Na rozdíl od ortologních genů je paralogní gen nový gen, který má novou funkci. Tyto geny vznikají během duplikace genů, kdy jedna kopie genu přijímá mutaci, která vede k novému genu s novou funkcí, i když tato funkce často souvisí s rolí předků gen.
Příklady paralogních a orthlogních genů
Geny, které produkují hemoglobin a myoglobinové proteiny, jsou homologní geny, které mají jak ortologní, tak paralogní vztahy. Lidé i psi drží geny pro proteiny hemoglobinu i myoglobinu, což naznačuje, že geny hemoglobinu a myoglobinu se vyvinuly před posledním společným předkem člověka a psa. Myoglobin vznikl u tohoto druhu předků jako paralogní gen pro hemoglobin; mutace v genu pro hemoglobin během duplikace vedla k samostatnému genu pro myoglobin, který vykonává novou, přesto podobnou funkci. Jelikož divergence v lidském a psím hemoglobinu se objevila až po speciaci, jsou tyto geny ortologické. Lidský myoglobin a psí hemoglobin jsou však homologní geny, které nejsou ani paralogní, ani ortologní.
