Ortološki i paralogni geni dvije su vrste homolognih gena, odnosno geni koji proizlaze iz zajedničkog slijeda predaka DNA. Ortološki se geni razilaze nakon događaja speciacije, dok se paralogni geni međusobno razilaze unutar vrste. Drugim riječima, pojmovi ortološki i paralogni opisuju odnos između divergencije genetske sekvence i genskih proizvoda povezanih sa specijacijom ili genetičkim umnožavanjem.
Razumijevanje homolognih gena
Ortološki i paralogni geni su različite vrste homoloških gena. Homologni geni su dva ili više gena koji potječu od zajedničke sekvence DNK predaka. Primjer homolognih gena su genetski kodovi u osnovi krila šišmiša i ruke medvjeda. Obje zadržavaju slična svojstva i koriste se na sličan način. Te osobine, koje su prenesene od njihovog posljednjeg zajedničkog pretka, imaju prilagodljive pritiske koji mogu dovesti do varijacija unutar gena. Točka ili događaj u evolucijskoj povijesti koji objašnjava varijaciju sekvence DNA unutar gena određuje hoće li se homologni geni smatrati "orto" ili "para".
Ortološki geni
Ortološki geni su homologni geni koji su se nakon evolucije razišli, a nastale su različite vrste, događaj poznat kao specijacija. Geni općenito održavaju sličnu funkciju gena predaka iz kojeg su nastali. U ovoj vrsti homolognog gena, predački gen i njegova funkcija održavaju se putem specijacijski događaj, iako varijacije mogu nastati unutar gena nakon točke u kojoj je vrsta razišao se.
Paralogni geni
Paralogni geni su homologni geni koji su se razišli unutar jedne vrste. Za razliku od ortoloških gena, paralogni gen je novi gen koji ima novu funkciju. Ti geni nastaju tijekom umnožavanja gena, gdje jedna kopija gena dobiva mutaciju koja uzrokuje novom genu s novom funkcijom, iako je funkcija često povezana s ulogom pretka gen.
Primjeri paralognih i ortoloških gena
Geni koji proizvode bjelančevine hemoglobina i mioglobina homologni su geni koji imaju i ortološki i paralogni odnos. I ljudi i psi drže gene za proteine hemoglobina i mioglobina, što ukazuje da su se geni hemoglobina i mioglobina razvili prije posljednjeg zajedničkog pretka čovjeka i psa. Mioglobin je nastao u ovoj pradjedovskoj vrsti kao paralogni gen hemoglobinu; mutacija gena hemoglobina tijekom događaja dupliciranja rezultirala je odvojenim genom mioglobina koji obavlja novu, ali sličnu funkciju. Budući da se divergencija u hemoglobinu kod ljudi i kod pasa dogodila tek nakon specijacije, ti su geni ortološki. Ljudski mioglobin i pseći hemoglobin homologni su geni koji nisu ni paralogni ni ortološki.