Der Unterschied zwischen orthologen und paralogen Genen

Orthologe und paraloge Gene sind zwei Arten von homologen Genen, d. h. Gene, die aus einer gemeinsamen DNA-Vorfahrensequenz hervorgehen. Orthologe Gene divergieren nach einem Artbildungsereignis, während paraloge Gene innerhalb einer Art voneinander abweichen. Anders ausgedrückt beschreiben die Begriffe ortholog und paralog die Beziehungen zwischen genetischer Sequenzdivergenz und Genprodukten, die mit Artbildung oder genetischer Duplikation verbunden sind.

Orthologe und paraloge Gene sind verschiedene Arten von homologen Genen. Homologe Gene sind zwei oder mehr Gene, die von einer gemeinsamen DNA-Sequenz der Vorfahren abstammen. Ein Beispiel für homologe Gene sind die genetischen Codes, die einem Fledermausflügel und einem Bärenarm zugrunde liegen. Beide behalten ähnliche Merkmale und werden auf ähnliche Weise verwendet. Diese Merkmale, die von ihrem letzten gemeinsamen Vorfahren weitergegeben wurden, haben einen Anpassungsdruck, der zu Variationen innerhalb des Gens führen kann. Der Punkt oder das Ereignis in der Evolutionsgeschichte, das für die DNA-Sequenzvariation innerhalb des Gens verantwortlich ist, bestimmt, ob die homologen Gene als „ortho“ oder „para“ betrachtet werden.

Orthologe Gene sind homologe Gene, die nach der Evolution divergieren und zu verschiedenen Arten führen, ein Ereignis, das als Artbildung bekannt ist. Die Gene haben im Allgemeinen eine ähnliche Funktion wie das angestammte Gen, aus dem sie sich entwickelt haben. Bei dieser Art von homologen Genen wird das Vorfahren-Gen und seine Funktion durch a. aufrechterhalten Artbildungsereignis, obwohl Variationen innerhalb des Gens auftreten können, nachdem die Art divergiert.

Paraloge Gene sind homologe Gene, die innerhalb einer Art divergiert haben. Im Gegensatz zu orthologen Genen ist ein paraloges Gen ein neues Gen mit einer neuen Funktion. Diese Gene entstehen während der Genduplikation, bei der eine Kopie des Gens eine Mutation erhält, die zur Entstehung führt zu einem neuen Gen mit einer neuen Funktion, obwohl die Funktion oft mit der Rolle der Vorfahren zusammenhängt Gen.

Die Gene, die die Hämoglobin- und Myoglobin-Proteine ​​produzieren, sind homologe Gene, die sowohl orthologe als auch paraloge Beziehungen aufweisen. Sowohl Menschen als auch Hunde besitzen die Gene für Hämoglobin- und Myoglobin-Proteine, was darauf hindeutet, dass sich die Hämoglobin- und Myoglobin-Gene vor dem letzten gemeinsamen Vorfahren von Mensch und Hund entwickelt haben. Myoglobin entstand in dieser angestammten Spezies als paraloges Gen zu Hämoglobin; eine Mutation im Hämoglobin-Gen während eines Duplikationsereignisses führte zu einem separaten Myoglobin-Gen, das eine neue, aber ähnliche Funktion ausübt. Da eine Divergenz im Hämoglobin von Mensch und Hund erst nach der Speziation auftrat, sind diese Gene orthologe. Menschliches Myoglobin und Hundehämoglobin sind jedoch homologe Gene, die weder paralog noch ortholog sind.