Geny ortologiczne i paralogiczne to dwa rodzaje genów homologicznych, to znaczy geny, które powstają ze wspólnej sekwencji przodków DNA. Geny ortologiczne rozeszły się po zdarzeniu specjacyjnym, podczas gdy geny paralogiczne rozeszły się od siebie w obrębie gatunku. Innymi słowy, terminy ortologiczny i paralogiczny opisują związki między rozbieżnością sekwencji genetycznej a produktami genów związanymi ze specjacją lub duplikacją genetyczną.
Zrozumienie genów homologicznych
Geny ortologiczne i paralogiczne to różne typy genów homologicznych. Geny homologiczne to dwa lub więcej genów, które wywodzą się ze wspólnej sekwencji DNA przodków. Przykładem genów homologicznych są kody genetyczne leżące u podstaw skrzydła nietoperza i ramienia niedźwiedzia. Oba zachowują podobne cechy i są wykorzystywane w podobny sposób. Te cechy, które zostały przekazane od ich ostatniego wspólnego przodka, mają presję adaptacyjną, która może prowadzić do zmian w genie. Punkt lub wydarzenie w historii ewolucji, które odpowiada za zmienność sekwencji DNA w genie, określa, czy geny homologiczne są uważane za „orto” czy „para”.
Geny ortologiczne
Geny ortologiczne to geny homologiczne, które rozeszły się, gdy ewolucja dała początek różnym gatunkom, co jest zjawiskiem znanym jako specjacja. Geny generalnie zachowują podobną funkcję jak gen przodków, z którego wyewoluowały. W tym typie genu homologicznego gen przodków i jego funkcja jest utrzymywana przez a zdarzenie specjacji, chociaż zmiany mogą pojawić się w genie po punkcie, w którym gatunek rozbieżne.
Paralogiczne geny
Geny paralogiczne to geny homologiczne, które rozdzieliły się w obrębie jednego gatunku. W przeciwieństwie do genów ortologicznych, gen paralogiczny jest nowym genem, który pełni nową funkcję. Geny te powstają podczas duplikacji genu, gdzie jedna kopia genu otrzymuje mutację, która powoduje powstanie gives do nowego genu z nową funkcją, chociaż funkcja ta jest często związana z rolą przodka gen.
Przykłady genów paralogicznych i ortlogicznych
Geny wytwarzające białka hemoglobiny i mioglobiny są genami homologicznymi, które mają zarówno relacje ortologiczne, jak i paralogiczne. Zarówno ludzie, jak i psy posiadają geny białek hemoglobiny i mioglobiny, co wskazuje, że geny hemoglobiny i mioglobiny ewoluowały przed ostatnim wspólnym przodkiem człowieka i psa. Mioglobina powstała u tego gatunku przodków jako gen paralogiczny do hemoglobiny; mutacja w genie hemoglobiny podczas zdarzenia duplikacji spowodowała powstanie oddzielnego genu mioglobiny, który pełni nową, ale podobną funkcję. Ponieważ rozbieżność w ludzkiej i psiej hemoglobinie wystąpiła dopiero po specjacji, geny te są ortologiczne. Jednakże ludzka mioglobina i psia hemoglobina są genami homologicznymi, które nie są ani paralogiczne, ani ortologiczne.
