Les gènes orthologues et paralogues sont deux types de gènes homologues, c'est-à-dire les gènes qui proviennent d'une séquence ancestrale d'ADN commune. Les gènes orthologues ont divergé après un événement de spéciation, tandis que les gènes paralogues divergent les uns des autres au sein d'une espèce. Autrement dit, les termes orthologues et paralogues décrivent les relations entre la divergence de séquences génétiques et les produits géniques associés à la spéciation ou à la duplication génétique.
Comprendre les gènes homologues
Les gènes orthologues et paralogues sont différents types de gènes homologues. Les gènes homologues sont deux ou plusieurs gènes qui descendent d'une séquence d'ADN ancestrale commune. Un exemple de gènes homologues sont les codes génétiques qui sous-tendent une aile de chauve-souris et un bras d'ours. Les deux conservent des caractéristiques similaires et sont utilisés de manières similaires. Ces traits, qui ont été transmis par leur dernier ancêtre commun, ont des pressions adaptatives qui peuvent entraîner des variations au sein du gène. Le point ou l'événement de l'histoire de l'évolution qui explique la variation de la séquence d'ADN au sein du gène détermine si les gènes homologues sont considérés comme «ortho» ou «para».
Gènes orthologues
Les gènes orthologues sont des gènes homologues qui ont divergé après l'évolution donne naissance à différentes espèces, un événement connu sous le nom de spéciation. Les gènes conservent généralement une fonction similaire à celle du gène ancestral à partir duquel ils ont évolué. Dans ce type de gène homologue, le gène ancestral et sa fonction sont maintenus grâce à un événement de spéciation, bien que des variations puissent apparaître au sein du gène après le point de divergence de l'espèce.
Gènes paralogiques
Les gènes paralogues sont gènes homologues qui ont divergé au sein d'une même espèce. Contrairement aux gènes orthologues, un gène paralogue est un nouveau gène qui détient une nouvelle fonction. Ces gènes surviennent lors de la duplication de gènes où une copie du gène reçoit une mutation qui donne naissance à un nouveau gène avec une nouvelle fonction, bien que la fonction soit souvent liée au rôle du gène ancestral.
Exemples de gènes paralogues et orthloges
Les gènes qui produisent les protéines d'hémoglobine et de myoglobine sont des gènes homologues qui ont des relations à la fois orthologues et paralogues. Les humains et les chiens détiennent les gènes des protéines d’hémoglobine et de myoglobine, ce qui indique que les gènes d’hémoglobine et de myoglobine ont évolué avant le dernier ancêtre commun de l’homme et du chien. La myoglobine est apparue chez cette espèce ancestrale en tant que gène paralogue de l'hémoglobine; une mutation du gène de l'hémoglobine lors d'un événement de duplication a donné lieu à un gène de myoglobine distinct qui remplit une fonction nouvelle, mais similaire. Étant donné que la divergence dans l'hémoglobine humaine et canine ne s'est produite qu'après spéciation, ces gènes sont orthologues. La myoglobine humaine et l'hémoglobine de chien, cependant, sont des gènes homologues qui ne sont ni paralogues ni orthologues.
