Vsebina
Ortologni in paralogni geni so dve vrsti homolognih genov, torej geni, ki izhajajo iz skupnega zaporedja prednikov DNK. Ortologni geni se po dogodku specifikacije razhajajo, medtem ko se paralogni geni med vrstami razhajajo. Povedano drugače, izraza ortologno in paralogno opisujeta razmerja med divergenco genskega zaporedja in genskimi produkti, povezanimi s specifikacijo ali genetskim podvajanjem.
Razumevanje homolognih genov
Ortologni in paralogni geni so različne vrste homolognih genov. Homologni geni so dva ali več genov, ki izvirajo iz običajnega zaporedja DNK prednikov. Primer homolognih genov so genetski kodi pod krilom netopirja in medvedjo roko. Oba imata podobne lastnosti in se uporabljata na podoben način. Te lastnosti, ki so bile prenesene od zadnjega skupnega prednika, imajo prilagodljive pritiske, ki lahko privedejo do sprememb znotraj gena. Točka ali dogodek v evolucijski zgodovini, ki predstavlja spremembo zaporedja DNK znotraj gena, določa, ali homologni geni veljajo za „orto“ ali „para“.
Ortološki geni
Ortologni geni so homologni geni, ki se razhajajo po evoluciji, nastajajo različne vrste, dogodek, znan kot specifikacija. Geni na splošno ohranjajo podobno funkcijo kot gene prednikov, iz katerih so se razvili. V tej vrsti homolognega gena se gen prednikov in njegova funkcija vzdržujeta v primeru specifikacije, čeprav se znotraj gena lahko pojavijo spremembe po točki, v kateri se je vrsta razšla.
Paralogni geni
Paralogni geni so homologni geni, ki so se razšli znotraj ene vrste. 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 nov gen z novo funkcijo, čeprav je funkcija pogosto povezana z vlogo gena prednikov.
Primeri paralognih in orloglognih genov
Geni, ki proizvajajo beljakovine hemoglobin in mioglobin, so homologni geni, ki imajo tako ortološka kot paralogna razmerja. Tako ljudje kot psi hranijo gene za beljakovine hemoglobin in mioglobin, kar kaže na to, da so se geni hemoglobina in mioglobina razvili pred zadnjim skupnim prednikom človeka in psa. Mioglobin je nastal pri tej predni vrsti kot paralogen gen hemoglobinu; mutacija gena za hemoglobin med dogodkom podvajanja je povzročila ločen gen mioglobina, ki opravlja novo, vendar podobno funkcijo. Ker se razlike v človeškem in pasjem hemoglobinu niso pojavile šele po specifikaciji, so ti geni ortologni. Človeški mioglobin in pasji hemoglobin pa sta homologna gena, ki nista niti paralogna niti ortološka.