同源性(homology)相关概念

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同源性(homology)相关概念

2024-07-12 19:55| 来源: 网络整理| 查看: 265

homologs示意图

Figure 1. homologs示意图

from bitesizebio website

1. 同源性(homology)定义

homology在生物学上被翻译成“同源性”,是指在不同生物类群中,由于共同的祖先,在一对结构或基因间表现出来的相似性。在基因序列(DNA,RNA or Protein)上体现出的相似性被称作序列同源性(sequence homology),具有序列同源性的基因被称做同源基因(homolog=homologous gene),常用于进化生物学的研究。

2. 同源基因(homolog)分类

按不同成因分为两类(也有把homolog分为ortholog,paralog和xenolog三类的):

直系同源基因(ortholog):物种形成(speciation)导致,一个共同祖先的基因由于物种形成分离到不同物种间;orthologs通常(不是绝对)保留相同的功能。 旁系同源基因(paralog):重复(duplication)导致,一个物种的基因组内由于基因复制产生的同源性;paralogs通常具有不同的功能,或者成为假基因(pseudogene);不同物种间不是由于物种形成导致的同源基因也被称为paralogs。在旁系同源基因中,起源于一次全基因组重复(whole-genome duplication, WGD)的那些被称为ohnolog,由Ken Wolfe在2000年第一次给出定义。 ohnologs示意图

Figure 2. ohnologs示意图

from wikipedia: sequence homology

3. 扩展概念 直系同源基因:单数形式ortholog=orthologous gene;复数形式orthologs=orthologous genes。 直系同源(orthology):一个名词,代表直系同源基因的直系同源属性;相应地,有旁系同源(paralogy)。 直系同源群(orthogroup):在一群物种中,起源于这群物种的最近共同祖先(last common ancestor, LCA)的一个基因的一组基因,是这群物种中具有直系同源性的基因家族(gene family)的合集。

按照逻辑,应该有一套完整的单词:

*log 特指基因 *logy 属性 *logous 形容词 *group ortholog orthology orthologous orthogroup paralog paralogy paralogous paragroup homolog homology homologous homogroup

但我查了下,paragroup,homogroup这两个词是不存在的。按照orthogrop的定义,个人觉得用homogroup代替orthogroup好像更好,因为直系同源群内包括orthologs和paralogs,即包括所有homologs。

4. 相关概念analog示意图

Figure 3. analog示意图

from wikipedia: sequence homology

异同源基因(xenolog):水平基因转移(horizontal/lateral gene transfer)导致,来源于寄生,腐生,共生或病毒侵染等途径转移产生的异同源基因;一般具有相似功能,但如果新环境差异巨大,功能可能出现分化。xenolog一词最早在1970年由Walter Fitch创造。由于异同源基因不是来自共同祖先,而是拥有独立起源。

analog(不知道咋翻译,同功基因?):在不同物种中,不相关的基因有着相似的功能,但是独立的进化起源。按照定义,xenolog应该是一种analog。

基因家族(gene family):是指在一个物种中,起源于一个基因的复制,通常具有相似生化功能的一套基因。

reference

wiki:homology:https://en.wikipedia.org/wiki/Homology_(biology) wiki:sequence homology:https://en.wikipedia.org/wiki/Sequence_homology#Homoeology Paper:Orthologs, Paralogs, and Evolutionary Genomics:https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.genet.39.073003.114725 Paper:analog和xenolog的由来和定义:https://academic.oup.com/sysbio/article-abstract/19/2/99/1655771?redirectedFrom=fulltext Paper:ohnolog的由来和定义:https://www.nature.com/articles/ng0500_3 欢迎关注微信公众号:生信技工 公众号主要分享生信分析、生信软件、基因组学、转录组学、植物进化、生物学概念等相关内容,包括生物信息学工具的基本原理、操作步骤和学习心得。


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