Orthologe en paraloge genen zijn twee soorten homologe genen, dat wil zeggen genen die voortkomen uit een gemeenschappelijke voorouderlijke sequentie van DNA. Orthologe genen divergeren na een speciatie-gebeurtenis, terwijl paraloge genen van elkaar verschillen binnen een soort. Anders gezegd beschrijven de termen ortholoog en paralogus de relaties tussen divergentie van genetische sequenties en genproducten geassocieerd met soortvorming of genetische duplicatie.

Homologe genen begrijpen

Orthologe en paraloge genen zijn verschillende soorten homoloog genen. Homologe genen zijn twee of meer genen die afstammen van een gemeenschappelijke voorouderlijke DNA-sequentie. Een voorbeeld van homologe genen zijn de genetische codes die ten grondslag liggen aan een vleermuisvleugel en een beerarm. Beide behouden dezelfde kenmerken en worden op vergelijkbare manieren gebruikt. Deze eigenschappen, die werden doorgegeven vanaf hun laatste gemeenschappelijke voorouder, hebben adaptieve drukken die kunnen leiden tot variaties binnen het gen. Het punt of de gebeurtenis in de evolutionaire geschiedenis die de DNA-sequentievariatie in het gen verklaart, bepaalt of de homologe genen als 'ortho' of 'para' worden beschouwd.

Orthologe genen

Orthologe genen zijn homoloog genen die na evolutie uiteenliepen, leiden tot verschillende soorten, een gebeurtenis die bekend staat als soortvorming. De genen behouden over het algemeen een vergelijkbare functie als die van het voorouderlijke gen waaruit ze zijn geëvolueerd. In dit type homoloog gen wordt het voorouderlijke gen en de functie ervan onderhouden door een speciatie-gebeurtenis, hoewel variaties kunnen ontstaan ​​binnen het gen na het punt waarin de soort afwijkt.

Paraloge genen

Paraloge genen zijn homologe genen die binnen één soort zijn uiteengevallen. In tegenstelling tot orthologe genen is een paraloge gen een nieuw gen dat een nieuwe functie heeft. Deze genen ontstaan ​​tijdens genduplicatie waarbij één kopie van het gen een mutatie ontvangt die aanleiding geeft tot een nieuw gen met een nieuwe functie, hoewel de functie vaak gerelateerd is aan de rol van het voorouderlijke gen.

Voorbeelden van Paralogous en orthologe genen

De genen die de hemoglobine- en myoglobine-eiwitten produceren zijn homologe genen die zowel orthologe als paraloge relaties hebben. Zowel mensen als honden bevatten de genen voor zowel hemoglobine- als myoglobine-eiwitten, wat aangeeft dat de hemoglobine- en myoglobinegenen evolueerden vóór de laatste gemeenschappelijke voorouder van de mens en hond. Myoglobine ontstond in deze voorouderlijke soort als een parogeen gen voor hemoglobine; een mutatie in het hemoglobine-gen tijdens een duplicatie-gebeurtenis resulteerde in een afzonderlijk myoglobine-gen dat een nieuwe, maar vergelijkbare functie uitvoert. Aangezien divergentie in hemoglobine van mens en hond pas na speciatie optrad, zijn deze genen ortholoog. Humaan myoglobine en hondenhemoglobine zijn echter homologe genen die noch paralogisch of ortholoog zijn.