Ortologické a paralogické gény sú dva typy homológnych génov, to znamená gény, ktoré vznikajú zo spoločnej sekvencie predkov DNA. Ortologické gény sa po zvláštnej udalosti rozchádzali, zatiaľ čo paralogické gény sa v rámci druhu odlišujú. Inými slovami, výrazy ortologické a paralogické opisujú vzťahy medzi divergenciou genetických sekvencií a génovými produktmi spojenými so špeciáciou alebo genetickou duplikáciou.
Pochopenie homológnych génov
Ortologické a paralogické gény sú rôzne typy homológnych génov. Homológne gény sú dva alebo viac génov, ktoré pochádzajú zo spoločnej sekvencie DNA predkov. Príkladom homológnych génov sú genetické kódy tvoriace základ krídla netopiera a ramena medveďa. Obidve si zachovávajú podobné vlastnosti a používajú sa podobným spôsobom. Tieto znaky, ktoré sa dedili z ich posledného spoločného predka, majú adaptačné tlaky, ktoré môžu viesť k variáciám v géne. Bod alebo udalosť v evolučnej histórii, ktorá zodpovedá variácii sekvencie DNA v géne, určuje, či sa homológne gény považujú za „orto“ alebo „para“.
Ortologické gény
Ortologické gény sú homológne gény, ktoré sa odlišovali po evolúcii, ktorá spôsobila vznik rôznych druhov, čo je udalosť známa ako špecializácia. Gény si všeobecne zachovávajú podobnú funkciu ako pôvodný gén, z ktorého sa vyvinuli. V tomto type homológneho génu sa pôvodový gén a jeho funkcia udržuje prostredníctvom a špeciálna udalosť, aj keď v géne môžu vzniknúť variácie po bode, v ktorom druh existuje rozišli sa.
Paralogické gény
Paralogické gény sú homológne gény, ktoré sa rozchádzajú v rámci jedného druhu. Na rozdiel od ortologických génov je paralogénny gén nový gén, ktorý má novú funkciu. Tieto gény vznikajú počas duplikácie génov, keď jedna kópia génu dostane mutáciu, ktorá vedie k jej vzniku na nový gén s novou funkciou, aj keď táto funkcia často súvisí s úlohou predkov gen.
Príklady paralogických a ortológnych génov
Gény, ktoré produkujú hemoglobín a myoglobínové proteíny, sú homológne gény, ktoré majú ortologické aj paralogické vzťahy. Ľudia aj psy obsahujú gény pre hemoglobín aj myoglobínové proteíny, čo naznačuje, že gény pre hemoglobín a myoglobín sa vyvinuli pred posledným spoločným predkom človeka a psa. Myoglobín vznikol u tohto druhu predkov ako paralogický gén pre hemoglobín; mutácia v géne pre hemoglobín počas duplikácie viedla k samostatnému génu pre myoglobín, ktorý vykonáva novú, ale podobnú funkciu. Pretože k rozdielom v ľudskom a psom hemoglobíne došlo až po špeciácii, sú tieto gény ortologické. Ľudský myoglobín a psí hemoglobín sú však homológne gény, ktoré nie sú ani paralogické, ani ortologické.