Eine Form der Homologie, bei der zwei oder mehr Gene innerhalb desselben Genoms durch ein Genduplikationsereignis verwandt sind und sich seitdem in Sequenz und möglicherweise Funktion auseinanderentwickelt haben.

Prinzip

Wenn ein Gen in einer Linie dupliziert wird, ist die redundante Kopie nicht mehr denselben Selektionszwängen unterworfen und kann Substitutionen, regulatorische Änderungen oder strukturelle Modifikationen akkumulieren, die zu neuen oder aufgeteilten Funktionen führen, während eine erkennbare ancestrale Beziehung bestehen bleibt.

Demonstration

Bei Wirbeltieren sind die Alpha‑ und Beta‑Globin‑Gencluster Paraloge: Sie entstanden durch sukzessive Duplikationen eines ursprünglichen Globingens und differenzierten sich zu mehreren Hämoglobin‑Untereinheiten mit unterschiedlichen Expressionsmustern.

Fehlanwendung

Gene aus verschiedenen Arten, die von einem einkopieigen Vorfahren abstammen (Orthologe), als Paralog zu bezeichnen oder Ähnlichkeiten, die durch horizontalen Transfer oder Konvergenz entstanden sind, fälschlich als Paralogie zu interpretieren.

Konsequenz

Die Anerkennung von Paralogie erklärt die Erweiterung von Genfamilien innerhalb des Genoms, funktionelle Redundanz, Neofunktionalisierung oder Subfunktionalisierung und erschwert die Bestimmung von Orthologien zwischen Arten.

Umkehrung

Orthologie — Gene, die durch Speziationsereignisse verwandt sind, ohne dass eine Duplikation dazwischenliegt, wodurch Eins‑zu‑Eins‑Beziehungen zwischen Linien bestehen bleiben.

Abgrenzung

Gilt nur für Gene, die durch Duplikation in der genomischen Geschichte einer Linie verwandt sind; schließt homologe Beziehungen aus, die durch Speziation (Orthologe) oder horizontalen Transfer (Xenologe) entstanden sind. Unsicherheit besteht, wenn der Zeitpunkt der Duplikation relativ zur Speziation unklar ist (In‑Paraloge vs Out‑Paraloge).

Semantische Spannung

Spannung gegenüber 'Orthologie' (beide sind Homologiearten) und gegenüber Gebrauchsweisen, die jeden ähnlichen Genbereich ohne Nachweis der Duplikationsgeschichte als Paralog bezeichnen; auch Konkurrenz mit der allgemeinen Verwendung von 'Paralog' als bloßes Synonym für 'ähnliches Gen'.

Synthese

Paralogie bezeichnet homologe Gene, die durch Duplikation innerhalb eines Genoms entstanden sind; das Erkennen von Paralogen offenbart die Dynamik von Genfamilien und mögliche neue Funktionen, erfordert jedoch genaue phylogenetische Einordnung, um sie von Orthologien und anderen Ähnlichkeitsquellen zu unterscheiden.