在進化過程中,新基因通常來自事先存在的基因,新基因的功能從先前基因的功能進化而來。新基因的原材料
來自基因組區域的重復,這種重復可包括一個或多個基因。
作為物種形成的伴隨事件而被重復,並繼續保持相同功能的基因,稱為直系同源基因(orthologous gene)。
新的基因功能可由在單個物種的基因組中發生的重復引起的。在一個基因組內部的重復導致旁系同源基因(paralogous
gene)。 旁系同源基因的一個例子是β珠蛋白基因和α珠蛋白基因。雖然現在這兩種基因差別明顯,但它們在
序列上的相似性足以清晰地表明,它們起源於一個遙遠的共同祖先中的單個基因。因此,β珠蛋白基因和α珠蛋白
基因是旁系同源基因。(讓這個討論更進一步:在任意兩個哺乳類物種中,β珠蛋白基因是直系同源基因,α珠蛋白
基因也一樣。但是,一個物種中的β珠蛋白基因和另一個物種中的α珠蛋白基因是旁系同源基因。)
補充:伴隨着功能丟失的旁系同源基因的特化,稱為亞功能化(subfunctionalization)。它一般是有優勢的,
因為每個特化的基因可不受限制地向其表達范圍內的最佳功能化。如下圖:
下面是具體舉例及更詳細的區分(同源和同功序列,直系同源和旁系同源序列):
Homology vs. Analogy
orthology vs. paralogy
補充:異同源序列
參考資料:
【1】遺傳學:基因和基因組分析(第八版).[美D.L.哈特爾 M.魯沃洛 著][楊明 譯]
【2】西北農林科技大學龐紅俠老師生信課堂PPT