Гомология последовательностей
Гомология последовательностей — это биологическая гомология последовательностей ДНК , РНК или белков , определяемая с точки зрения общего происхождения в эволюционной истории жизни . Два сегмента ДНК могут иметь общее происхождение из-за трех явлений: либо события видообразования (ортологи), либо события дупликации (паралоги), либо события горизонтального (или латерального) переноса генов (ксенологи). [1]
Гомология среди ДНК, РНК или белков обычно выводится из сходства их нуклеотидной или аминокислотной последовательности. Значительное сходство является убедительным доказательством того, что две последовательности связаны эволюционными изменениями с общей предковой последовательностью. Выравнивания нескольких последовательностей используются для указания того, какие области каждой последовательности являются гомологичными.
Термин «процент гомологии» часто используется для обозначения «сходства последовательностей», то есть процента идентичных остатков ( процент идентичности ) или процента консервативных остатков с аналогичными физико-химическими свойствами ( процент сходства ), например, лейцина и изолейцина , обычно используется для «количественной оценки гомологии». Основываясь на приведенном выше определении гомологии, эта терминология неверна, поскольку сходство последовательностей — это наблюдение, а гомология — заключение. [3] Последовательности либо гомологичны, либо нет. [3] Это подразумевает, что термин «процентная гомология» — неправильное название [4] .
Как и в случае с морфологическими и анатомическими структурами, сходство последовательностей может возникать из-за конвергентной эволюции или, как в случае с более короткими последовательностями, случайно, что означает, что они не гомологичны. Участки гомологичной последовательности также называют консервативными . Это не следует путать с консервативностью в аминокислотных последовательностях, где аминокислота в определенном положении была заменена другой, имеющей функционально эквивалентные физико-химические свойства.
Частичная гомология может иметь место, когда сегмент сравниваемых последовательностей имеет общее происхождение, а остальные — нет. Такая частичная гомология может быть результатом слияния генов .
Гомологичные последовательности являются ортологичными, если предполагается, что они произошли от одной и той же предковой последовательности, разделенной событием видообразования : когда вид расходится на два отдельных вида, копии одного гена в двух полученных видах считаются ортологичными. Ортологи, или ортологичные гены, — это гены разных видов, возникшие в результате вертикального происхождения от одного гена последнего общего предка . Термин «ортолог» был придуман в 1970 году молекулярным эволюционистом Уолтером Фитчем . [5]
.svg)
