A diferença entre genes ortólogos e paralogos

Genes ortólogos e parálogos são dois tipos de genes homólogos, ou seja, genes que surgem de uma sequência ancestral de DNA comum. Os genes ortólogos divergiram após um evento de especiação, enquanto os genes parálogos divergem uns dos outros dentro de uma espécie. Colocado de outra forma, os termos ortólogo e parálogo descrevem as relações entre a divergência de sequência genética e os produtos gênicos associados à especiação ou duplicação genética.

Genes ortólogos e parálogos são tipos diferentes de genes homólogos. Genes homólogos são dois ou mais genes que descendem de uma sequência de DNA ancestral comum. Um exemplo de genes homólogos são os códigos genéticos subjacentes a uma asa de morcego e a um braço de urso. Ambos mantêm características semelhantes e são utilizados de maneiras semelhantes. Essas características, que foram transmitidas de seu último ancestral comum, têm pressões adaptativas que podem levar a variações dentro do gene. O ponto ou evento na história evolutiva responsável pela variação da sequência de DNA dentro do gene determina se os genes homólogos são considerados 'orto' ou 'para'.

Genes ortólogos são genes homólogos que divergiram depois que a evolução deu origem a diferentes espécies, um evento conhecido como especiação. Os genes geralmente mantêm uma função semelhante à do gene ancestral a partir do qual eles evoluíram. Nesse tipo de gene homólogo, o gene ancestral e sua função são mantidos por meio de um evento de especiação, embora variações possam surgir dentro do gene após o ponto em que a espécie divergiu.

Genes paralogos são genes homólogos que divergiram dentro de uma espécie. Ao contrário dos genes ortólogos, um gene parálogo é um novo gene que mantém uma nova função. Esses genes surgem durante a duplicação do gene, onde uma cópia do gene recebe uma mutação que dá origem a um novo gene com uma nova função, embora a função esteja frequentemente relacionada ao papel do ancestral gene.

Os genes que produzem as proteínas da hemoglobina e da mioglobina são genes homólogos que têm relações ortólogas e parálogas. Tanto os humanos quanto os cães possuem os genes para as proteínas da hemoglobina e da mioglobina, indicando que os genes da hemoglobina e da mioglobina evoluíram antes do último ancestral comum dos humanos e dos cães. A mioglobina surgiu nessa espécie ancestral como um gene parálogo para a hemoglobina; uma mutação no gene da hemoglobina durante um evento de duplicação resultou em um gene separado da mioglobina que executa uma função nova, embora semelhante. Como a divergência na hemoglobina humana e canina não ocorreu até após a especiação, esses genes são ortólogos. A mioglobina humana e a hemoglobina canina, entretanto, são genes homólogos que não são nem parálogos nem ortólogos.