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[学术]小概念大错误:对homolog ortholog, paralog的理解 精选

已有 70739 次阅读 2009-12-24 04:31 |个人分类:百科|系统分类:科研笔记| and, paralog, ortholog, homolog

§20091224-KXW-JXTJ

       一天,和Joan(我在美国的导师)讨论问题,她突然问我“homolog”与“ortholog”有什么区别,我一听觉得是个很简单的问题,但是支支吾吾半天也只是解释个了大概,仅仅停留在自己所知道的表层上面,而且很不专业。但当时我们三个人讨论了一下,似乎是弄懂了。桌子上信手涂鸦的草纸堆了一沓了,很不整洁,我今天打算把它们扔进垃圾桶,却又饶有兴趣地一张张地翻看起来,过去一段时间的工作场景突然像放电影似的从脑海浮现。我忽然从一堆潦草的字句间看到了当时Joan写的这几个单词,决定还是把书面解释弄清楚一些。

       大家请看下文:

       1. Homolog: A gene related to a second gene by descent from a common ancestral DNA sequence. The term "homolog" may apply to the relationship between genes separated by speciation (ortholog), OR to the relationship betwen genes originating via genetic duplication (see paralog).

     译文 同源(基因):指遗传上来自于某一共同祖先DNA序列的基因。“同源”包含两种情况,一是物种间的同源(ortholog);另一种是同一物种内由于基因复制、分离导致的同源(paralog)。

       2. Ortholog: Orthologs are genes in different species that have evolved from a common ancestral gene via speciation (1). Orthologs often (but certainly not always) retain the same function(s) in the course of evolution (2). Thus, functions may be lost or gained when comparing a pair of orthologs.

       译文 直系/直向/垂直源(基因):指位于不同的物种间的,在物种形成过程中源自某一共同祖先的基因[1]。从进化的角度来看,这类基因通常具有相同的功能,但并非绝对[2]。所以,当我们比较一对直系同源基因时,可能会发现有的已经丧失了固有的功能或者进化出了新的功能。

       3. Paralog: Paralogs are genes produced via gene duplication within a genome (1). Paralogs typically evolve new functions or else eventually become pseudogenes.

       译文 /横向/并源(基因):指在一个特定的基因组中由于基因复制产生的同源[1]。通常比较这些基因时,它们可能已经彼此具有了新的(不同)功能,也可能已经成为假基因了。

       综上所译,homolog包括orthologparalog两种类型。从这里我们可以举例说明,例如人的S100A8基因与猪的S100A8基因即为orthologs。人的a球蛋白和b球蛋白基因即为paralogs。需要补充的是,人的a球蛋白和鼠的b球蛋白基因也为paralogs。

       关于这三个概念的更直观图示如下:

(来源:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Education/BLASTinfo/Orthology.html)

       另外,我在看国内很多中文的文章时,发现好多人“相似性”和“同源性”不分,譬如A基因与a基因的同源性为90%。我个人不同意这种说法,可以说成A基因与a基因的“相似性”为90%,进而推测,A基因与a基因“同源”。所以,“相似性”突出量的描述,“同源”无“性”,应该是“质”的概念。但很多人甚至一些很新的教材上仍然这样说,是不是会误人子弟呢?

References: 

1. Fitch WM (1970) "Distinguishing homologous from analogous proteins". Syst Zool, 19:99-113.

2. Li WH, Yang J, Gu X (2005) "Expression divergence between duplicate genes". Trends Genet, 21:602-607.

感谢STANFORD 大学Lan Connex网上资源,感谢www.ustcers.com上“shininglake的快乐生活”的个人blog帮助理解。

§文中大部分译文为本作者自己由英文原句翻译。不当之处,敬请指正!

                                                                                                            2009.12.24


 



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