直系同源基因(orthologous gene)和旁系同源基因(paralogous gene)

  在进化过程中,新基因通常来自事先存在的基因,新基因的功能从先前基因的功能进化而来。新基因的原材料

来自基因组区域的重复,这种重复可包括一个或多个基因。

  作为物种形成的伴随事件而被重复,并继续保持相同功能的基因,称为直系同源基因(orthologous gene)

新的基因功能可由在单个物种的基因组中发生的重复引起的。在一个基因组内部的重复导致旁系同源基因(paralogous

gene)。  旁系同源基因的一个例子是β珠蛋白基因和α珠蛋白基因。虽然现在这两种基因差别明显,但它们在

序列上的相似性足以清晰地表明,它们起源于一个遥远的共同祖先中的单个基因。因此,β珠蛋白基因和α珠蛋白

基因是旁系同源基因。(让这个讨论更进一步:在任意两个哺乳类物种中,β珠蛋白基因是直系同源基因,α珠蛋白

基因也一样。但是,一个物种中的β珠蛋白基因和另一个物种中的α珠蛋白基因是旁系同源基因。)

  直系同源基因(orthologous gene)和旁系同源基因(paralogous gene)

 

  补充:伴随着功能丢失的旁系同源基因的特化,称为亚功能化(subfunctionalization)。它一般是有优势的,

因为每个特化的基因可不受限制地向其表达范围内的最佳功能化。如下图:

  直系同源基因(orthologous gene)和旁系同源基因(paralogous gene)

  下面是具体举例及更详细的区分(同源和同功序列,直系同源和旁系同源序列):

Homology vs. Analogy

 

直系同源基因(orthologous gene)和旁系同源基因(paralogous gene)

直系同源基因(orthologous gene)和旁系同源基因(paralogous gene)

 

 直系同源基因(orthologous gene)和旁系同源基因(paralogous gene)

直系同源基因(orthologous gene)和旁系同源基因(paralogous gene)

直系同源基因(orthologous gene)和旁系同源基因(paralogous gene)

orthology vs. paralogy

直系同源基因(orthologous gene)和旁系同源基因(paralogous gene)

直系同源基因(orthologous gene)和旁系同源基因(paralogous gene)

直系同源基因(orthologous gene)和旁系同源基因(paralogous gene)

 

 直系同源基因(orthologous gene)和旁系同源基因(paralogous gene)

补充:异同源序列

直系同源基因(orthologous gene)和旁系同源基因(paralogous gene)

 直系同源基因(orthologous gene)和旁系同源基因(paralogous gene)

 

直系同源基因(orthologous gene)和旁系同源基因(paralogous gene)

 

 

 

 

参考资料:

  【1】遗传学:基因和基因组分析(第八版).[美D.L.哈特尔  M.鲁沃洛 著][杨明 译]

  【2】西北农林科技大学庞红侠老师生信课堂PPT