Het verschil tussen orthologe en paraloge genen

Orthologe en paraloge genen zijn twee soorten homologe genen, dat wil zeggen genen die voortkomen uit een gemeenschappelijke voorouderlijke DNA-sequentie. Orthologe genen divergeerden na een soortvorming, terwijl paraloge genen binnen een soort van elkaar divergeren. Anders gezegd, de termen ortholoog en paraloog beschrijven de relaties tussen genetische sequentiedivergentie en genproducten die verband houden met soortvorming of genetische duplicatie.

Orthologe en paraloge genen zijn verschillende soorten homologe genen. Homologe genen zijn twee of meer genen die afstammen van een gemeenschappelijke voorouderlijke DNA-sequentie. Een voorbeeld van homologe genen zijn de genetische codes die ten grondslag liggen aan een vleermuisvleugel en een berenarm. Beide behouden vergelijkbare kenmerken en worden op vergelijkbare manieren gebruikt. Deze eigenschappen, die werden doorgegeven van hun laatste gemeenschappelijke voorouder, hebben adaptieve druk die kan leiden tot variaties binnen het gen. Het punt of de gebeurtenis in de evolutionaire geschiedenis die de variatie in de DNA-sequentie binnen het gen verklaart, bepaalt of de homologe genen als 'ortho' of 'para' worden beschouwd.

Orthologe genen zijn homologe genen die uiteenliepen nadat de evolutie aanleiding gaf tot verschillende soorten, een gebeurtenis die bekend staat als soortvorming. De genen behouden over het algemeen een functie die vergelijkbaar is met die van het voorouderlijke gen waaruit ze zijn geëvolueerd. In dit type homoloog gen wordt het voorouderlijke gen en zijn functie behouden door middel van a soortvorming, hoewel variaties kunnen optreden binnen het gen na het punt waarop de soort divergeerde.

Paraloge genen zijn homologe genen die binnen één soort zijn gedivergeerd. In tegenstelling tot orthologe genen is een paraloog gen een nieuw gen met een nieuwe functie. Deze genen ontstaan ​​tijdens genduplicatie waarbij één kopie van het gen een mutatie krijgt die aanleiding geeft aan een nieuw gen met een nieuwe functie, hoewel de functie vaak gerelateerd is aan de rol van de voorouder gen.

De genen die de hemoglobine- en myoglobine-eiwitten produceren, zijn homologe genen die zowel orthologe als paraloge relaties hebben. Zowel mensen als honden bezitten de genen voor zowel hemoglobine- als myoglobine-eiwitten, wat aangeeft dat de hemoglobine- en myoglobine-genen evolueerden vóór de laatste gemeenschappelijke voorouder van mens en hond. Myoglobine ontstond in deze voorouderlijke soort als een paraloog gen voor hemoglobine; een mutatie in het hemoglobine-gen tijdens een duplicatie-gebeurtenis resulteerde in een afzonderlijk myoglobine-gen dat een nieuwe, maar vergelijkbare functie vervult. Aangezien divergentie in hemoglobine van mens en hond pas na soortvorming optrad, zijn deze genen ortholoog. Menselijke myoglobine en hemoglobine van de hond zijn echter homologe genen die noch paraloog noch ortholoog zijn.