Ortologa och paraloga gener är två typer av homologa gener, det vill säga gener som härrör från en gemensam DNA-förfädersekvens. Ortologa gener divergerade efter en specieringshändelse, medan paraloga gener avviker från varandra inom en art. På ett annat sätt, termerna ortolog och paralog beskriver förhållandet mellan genetisk sekvensdivergens och genprodukter som är associerade med speciering eller genetisk duplikering.
Förstå homologa gener
Ortologa och paraloga gener är olika typer av homologa gener. Homologa gener är två eller flera gener som härstammar från en gemensam förfäders DNA-sekvens. Ett exempel på homologa gener är de genetiska koder som ligger bakom en fladdermusvinge och en björnarm. Båda har liknande funktioner och används på liknande sätt. Dessa egenskaper, som överlämnades från deras senaste gemensamma förfader, har adaptiva tryck som kan leda till variationer inom genen. Poängen eller händelsen i evolutionens historia som redogör för DNA-sekvensvariationen inom genen avgör om de homologa generna betraktas som 'orto' eller 'para'.
Ortologa gener
Ortologa gener är homologa gener som divergerade efter evolution ger upphov till olika arter, en händelse som kallas speciering. Generna upprätthåller i allmänhet en funktion som den förfädernas gen som de utvecklades från. I denna typ av homolog gen upprätthålls den förfädernas genen och dess funktion genom a specieringshändelse, även om variationer kan uppstå inom genen efter den punkt där arten divergerade.
Paraloga gener
Paraloga gener är homologa gener som har divergerat inom en art. Till skillnad från ortologa gener är en paralog gen en ny gen som har en ny funktion. Dessa gener uppstår under genduplicering där en kopia av genen får en mutation som ger upphov till en ny gen med en ny funktion, även om funktionen ofta är relaterad till förfädernas roll gen.
Exempel på paraloga och ortogena gener
Generna som producerar hemoglobin- och myoglobinproteinerna är homologa gener som har både ortologa och paraloga förhållanden. Både människor och hundar har generna för både hemoglobin- och myoglobinproteiner, vilket indikerar att hemoglobin- och myoglobingenerna utvecklades före människans och hundens sista gemensamma förfader. Myoglobin uppstod i denna förfäders art som en paralog gen till hemoglobin; en mutation i hemoglobingenen under en dubbleringshändelse resulterade i en separat myoglobingen som utför en ny, men ändå likartad funktion. Eftersom skillnader i humant hemoglobin hos hund inte inträffade förrän efter speciering, är dessa gener ortologa. Humant myoglobin och hundhemoglobin är emellertid homologa gener som varken är paraloga eller ortologa.