Ortopediska och paralogena gener är två typer av homologa gener, det vill säga gener som uppstår ur en gemensam DNA-stamfrasekvens. Ortologiska gener avviker efter en speciell händelse, medan paralogena gener avviker från varandra inom en art. Med andra ord beskriver termerna ortopologiska och paraloger relationerna mellan genetisk sekvensdivergens och genprodukter som är associerade med speciering eller genetisk dubbelarbete.

Förståelse av homologa gener

Ortopediska och paralogena gener är olika typer av homologa gener. Homologa gener är två eller flera gener som härstammar från en gemensam förfäderlig DNA-sekvens. Ett exempel på homologa gener är de genetiska koderna som ligger bakom en fladvinge och en björn. Båda bibehåller liknande egenskaper och används på liknande sätt. Dessa egenskaper, som skickades ner från sin sista gemensamma förfader, har adaptiva tryck som kan leda till variationer inom genen. Den punkt eller händelse i evolutionär historia som står för DNA-sekvensvariationen inom genen, bestämmer huruvida de homologa generna betraktas som "ortho" eller "para".

Ortopediska gener

Orthologa gener är homologa gener som avviker efter evolutionen ger upphov till olika arter, en händelse som kallas speciering. Generen upprätthåller generellt en liknande funktion som den förfäderliga genen som de utvecklats från. I denna typ av homologa gen upprätthålls den ancestrala genen och dess funktion genom en specieringshändelse, även om variationer kan uppstå inom genen efter det att arten divergerades.

Paraloggener

Paralogösa gener är homologa gener som har avvikit inom en art. Till skillnad från ortopologa gener är en paralogen gen en ny gen som har en ny funktion. Dessa gener uppstår vid genduplikation där en kopia av genen får en mutation som ger upphov till en ny gen med en ny funktion, fastän funktionen ofta är relaterad till den föregångna genens roll.

Exempel på paralog och orthogous gener
Generna som producerar hemoglobin- och myoglobinproteinerna är homologa gener som har både ortopologiska och paralogösa relationer. Både människor och hundar håller generna för både hemoglobin- och myoglobinproteiner, vilket indikerar att hemoglobin- och myoglobingenerna utvecklats före människans och hundens senaste gemensamma förfader. Myoglobin uppstod i denna förfäderliga art som en paraloggen gentemot hemoglobin; en mutation i hemoglobingenen under en dupliceringshändelse resulterade i en separat myoglobingen som utför en ny men likvärdig funktion. Eftersom divergensen i humant och hundhemoglobin inte inträffade förrän efter speciering är dessa gener ortopologiska. Humant myoglobin och hundhemoglobin är emellertid homologa gener som varken är paraloga eller ortopologiska.