Genes parálogos y ortólogos
A través del tiempo las especies han evolucionado. Vamos a tomar como evolución, en un resumen rápido de la misma, la diferenciación entre dos poblaciones de la misma especie. Así obtendremos con el paso del tiempo de una especie dos distintas. Pero, ¿qué diferencia a esas dos especies? Para poder considerarse dos especies diferentes sus individuos no han de poder dar descendencia fértil (como es el caso del caballo y el asno). Esto ocurre como resultado de que las dos especies toman nichos ecológicos diferentes, en un mismo lugar, o se ven separadas físicamente una de otra. De esta manera se agudizan las diferencias entre las poblaciones fijándose en cada una características morfológicas, alimenticias, etc. distintas beneficiosas para su nuevo nicho. Puedes leer más en nuestro artículo generalidades sobre la especiación aquí
Estas diferencias observables son realmente el resultado de alteraciones cromosómicas o mutaciones en el genoma de dichas especies. Sin embargo, ambas especies comparten más de lo que las diferencia. Por ejemplo la especie humana (Homo sapiens) comparte con su pariente evolutivo más cercano, el gorila (Pan troglodites), más del 98% de los genes.
Evolutivamente hablando, podemos decir que los mamíferos comparten una serie de características que los agrupa dentro del mismo taxón. Estás características están codificadas en alguna parte, genes comunes a todos los mamíferos que descienden del gen del primer mamífero primitivo. Estos genes han podido sufrir pequeñas variaciones durante la evolución, para adaptarse a las condiciones concretas de cada especie.
Entrando en materia, estos genes que provienen del mismo gen ancestral se denominan homólogos, independientemente de la función que lleven a cabo. Como pueden ser homólogos un ala de pájaro y un brazo. En genética los genes pueden presentar homología de secuencia. Esto ocurre cuando la secuencia de ácidos nucleicos de dos genes es la misma o muy similar, en parte o todo el gen. De esta homología se puede inferir que las proteínas resultantes serán similares y posiblemente cumplan una función parecida u homologa.
Se denominan genes ortólogos a aquellos genes que presentan homología en dos especies distintas. La homología de su secuencia puede ser muy alta si estas especies se han separado recientemente. Si por el contrario son especies separadas evolutivamente la homología de secuencia puede haber disminuido. En estos genes la secuencia de ADN que dará lugar a los centros activos o catalíticos de la proteína serán los más conservados. Para la mayoría de genes de una especie puede encontrarse su gen ortólogo, no solo en especies cercanas sino en especies alejadas evolutivamente.
Por ejemplo la homología del gen que codifica para el ARN ribosómico 16S se utiliza para establecer relaciones filogenéticas debido a su alta conservación durante la evolución.
El ARN ribosómico 16S es vital para los seres vivos, por eso se ha mantenido casi inalterado durante la evolución.
En contraposición a los genes ortólogos se encuentran los genes parálogos. Estos genes son también homólogos. Sin embargo su origen varía ligeramente. En este caso son genes con un alto grado de identidad pero que ambos se encuentran dentro del genoma de una especie. Por lo tanto uno de ellos ha aparecido por duplicación del otro. Esto disminuye la presión evolutiva sobre una de las copias, permitiéndole acumular mutaciones sin que el individuo pierda la función de dicho gen. Esto permite generar proteínas nuevas con una función similar, creando la posibilidad de la especialización.
Por ejemplo la familia de la hemoglobina son genes parálogos que presentan especificidad funcional. La hemoglobina gamma se sintetiza preferentemente en fetos, mientras que la hemoglobina alfa en adultos. Lee más de la hemoglobina en nuestro artículo aquí.