Razlika med ortološkimi in paralognimi geni

Ortološki in paralogni geni sta dve vrsti homolognih genov, torej geni, ki izhajajo iz skupnega zaporedja DNK prednikov. Ortološki geni so se po dogodku speciacije razšli, medtem ko se paralogni geni znotraj vrste razhajajo. Povedano drugače, izraza ortološki in paralogen opisujeta razmerja med divergenco genskega zaporedja in genskimi produkti, povezanimi s speciacijo ali genskim podvajanjem.

Ortološki in paralogni geni so različni tipi homolognih genov. Homologni geni so dva ali več genov, ki izvirajo iz skupnega zaporedja DNK prednikov. Primer homolognih genov so genetske kode, na katerih temelji krilo netopirja in roka medveda. Oba imata podobne lastnosti in se uporabljata na podoben način. Te lastnosti, ki so bile prenesene od njihovega zadnjega skupnega prednika, imajo prilagodljiv pritisk, ki lahko vodi do sprememb znotraj gena. Točka ali dogodek v evolucijski zgodovini, ki upošteva spreminjanje zaporedja DNA znotraj gena, določa, ali se homologni geni štejejo za „orto“ ali „para“.

Ortološki geni so homologni geni, ki so se po evoluciji razšli in povzročajo različne vrste, dogodek, znan kot speciacija. Geni na splošno ohranjajo podobno funkcijo gena prednikov, iz katerega so se razvili. Pri tej vrsti homolognega gena se gen prednikov in njegova funkcija vzdržuje s pomočjo dogodek, vendar lahko pride do sprememb v genu po točki, v kateri je vrsta razhajali.

Paralogni geni so homologni geni, ki so se znotraj ene vrste razšli. Za razliko od ortoloških genov je paralogni gen nov gen, ki ima novo funkcijo. Ti geni nastanejo med podvajanjem genov, kjer ena kopija gena prejme mutacijo, ki povzroči nastanek na nov gen z novo funkcijo, čeprav je funkcija pogosto povezana z vlogo prednika gen.

Geni, ki proizvajajo beljakovine hemoglobina in mioglobina, so homologni geni, ki imajo tako ortološki kot paralogni odnos. Tako ljudje kot psi imajo gene za beljakovine hemoglobina in mioglobina, kar kaže, da so se geni hemoglobina in mioglobina razvili pred zadnjim skupnim prednikom človeka in psa. Mioglobin je nastal pri tej predniški vrsti kot paralogni gen hemoglobinu; mutacija gena hemoglobina med podvajanjem je povzročila ločen mioglobinski gen, ki ima novo, a podobno funkcijo. Ker je prišlo do razhajanj pri hemoglobinu pri ljudeh in psih šele po speciaciji, so ti geni ortološki. Človeški mioglobin in pasji hemoglobin pa sta homologna gena, ki nista niti paralogna niti ortološka.