Conţinut
Genele ortologe și paralogene sunt două tipuri de gene omologe, adică gene care apar dintr-o secvență ancestrală comună a ADN-ului. Genele ortologe s-au divergent după un eveniment de specializare, în timp ce genele paralogene se diverge unul de la altul în cadrul unei specii. Altfel spus, termenii ortolog și paralog descriu relațiile dintre divergența secvenței genetice și produsele genice asociate cu specializarea sau duplicarea genetică.
Înțelegerea genelor omologe
Genele ortologe și paralogene sunt diferite tipuri de gene omologe. Genele omologe sunt două sau mai multe gene care coboară dintr-o secvență ADN ancestrală comună. Un exemplu de gene omologe sunt codurile genetice care stau la baza unei aripi de liliac și a unui braț de urs. Ambele păstrează caracteristici similare și sunt utilizate în maniere similare. Aceste trăsături, care au fost transmise de la ultimul lor strămoș comun, au presiuni adaptive care pot duce la variații în cadrul genei. Punctul sau evenimentul din istoria evolutivă care ține cont de variația secvenței de ADN din genă determină dacă genele omologe sunt considerate „orto” sau „para”.
Genele ortologice
Genele ortologe sunt gene omologe care divergeau după evoluție dau naștere la diferite specii, eveniment cunoscut sub denumirea de speciație. Genele mențin, în general, o funcție similară cu cea a genei ancestrale din care au evoluat. În acest tip de genă omologă, gena ancestrală și funcția ei sunt menținute printr-un eveniment de specializare, deși pot apărea variații în cadrul genei după punctul în care speciile s-au divergent.
Genele paralogene
Genele paralogene sunt gene omologe care s-au divergent în cadrul unei specii. Spre deosebire de genele ortologe, o genă paralogă este o genă nouă care deține o nouă funcție. Aceste gene apar în timpul duplicării genelor unde o copie a genei primește o mutație care dă naștere unei noi gene cu o funcție nouă, deși funcția este adesea legată de rolul genei ancestrale.
Exemple de gene paralele și ortogloase
Genele care produc proteine de hemoglobină și mioglobină sunt gene omologe care au atât relații ortologice, cât și paralogene. Atât oamenii cât și câinii dețin genele atât pentru proteine de hemoglobină cât și pentru mioglobină, ceea ce indică faptul că genele de hemoglobină și mioglobină au evoluat înainte de ultimul strămoș comun al omului și al câinelui. Mioglobina a apărut la această specie ancestrală ca genă paralogă la hemoglobină; o mutație a genei hemoglobinei în timpul unui eveniment de duplicare a dus la o genă separată a mioglobinei care îndeplinește o nouă funcție, dar similară. Deoarece divergența la hemoglobina umană și la câine nu a apărut decât după specializare, aceste gene sunt ortologice. Mioglobina umană și hemoglobina câine, cu toate acestea, sunt gene omologe care nu sunt nici paralogene, nici ortologe.