Homology는 같은 조상으로부터 내려운 구조를 말한다. 즉, 박쥐의 날개나, 영장류의 팔은 서로 homologous한 관계이다. 이들은 비슷한 기능을 할 수도 있지만 서로 다른 기능을 할 수도 있다. 중요한 것은 이들이 진화 관점에서 봤을 때 이 기관이 같은 조상으로부터 파생된 것이라는 점이다. 이와 반대로, Analogy는 서로 비슷한 기능을 하지만 서로 다르게 진화해 온 것을 말한다. 예를 들어, maple seed의 날개와 알바트로스의 날개는 서로 analogous한 관계에 있다. 서로 비슷한 기능을 하지만, 이것은 서로와 무관하게 독립적으로 진화해 온 것이다.
어떤 구조는 homologous하거나 analogous한 관계일 수 있는데, 예를 들어 박쥐의 날개와 새의 날개는 서로 어류의 등뼈에서 진화했다는 점에서 homologous한 관계라고 할 수도 있다. 그러나 박쥐의 날개와 새의 날개는 서로 독립적으로 나는 능력을 진화시켜 왔다는 점에서 analogous한 관계일 수도 있다.
그렇다면, 유전자에서 Homology는 어떤 관계가 있는가? 만일, 어떤 단백질과 DNA 사이에서 유전자의 서열이 비슷하다면, 이들은 서로 비슷한 기능을 할 가능성이 높으며, 이 경우 homologous한 관계일 가능성 또한 높다. 그러나, 이것은 공통의 조상을 가지지 않더라도 두 서열이 비슷할 가능성 또한 존재한다. 짧은 서열이 경우 그냥 서로 비슷할 수도 있고, 특정 단백질로 바인딩되기 위해 선택되면서 (transcription factor와 같은) 서로 비슷해질 수도 있다. 이것은 단지 비슷할 뿐이지 homologous한 것은 아니다.
homologous 서열은 다음 두 종류가 있는데, Orthology와 Paralogy가 그것이다.
만일 speciation event에 의해서 분화된 homologous 서열이라면, Orthology이다. 어떤 종이 다른 두 종으로 분화할 때, 분화된 종에서의, 분화된기 전의 단일 유전자에서 분화된 두 유전자는 orthologous한 관계에 있다. 즉, Orthology는 서로 다른 종에 있으며, 비슷한 기능을 하는 유전자(gene)을 말한다. 예를 들어, APOBEC3G는 Homo Sapiens 외 다른 종에게서도 발견되는데, 이것은 서로 다른 종임에도 불구하고 비슷한 효과를 가진다. 즉, 이것은 애초에 이들이 한 종에서부터 갈라져 나왔으며, 같은 조상을 가지고 있다는 것을 뜻한다. 이런 유전자들(orthologs)은 항상 그런 것은 아니지만, 보통 같은 기능을 하는 유전자일 가능성이 대단히 높다.
이와 달리, 두 유전자가 gene duplication에 의해 분화되었다면, 이 homologous 서열을 Paralogy라고 한다. 만일, 어떤 기관 내에서의 유전자가 동일한 유전자에서 다른 위치를 차지하기 위해 duplication 되었다면, 이 카피는 paralogous한 관계에 있다. gene duplication이란, 유전자를 포함한 DNA 영역 복제를 뜻한다. gene duplication은 homologous recombination이나, restrotransposition 과정에서 오류가 발생할 수도 있다. 이 유전자의 두 번째 복제는 때때로 selective pressure로부터 자유롭고, 이것은 원래의 기능을 잃지 않는 돌연변이를 일으킬 수도 있다.
이런 paralogous한 관계에 있는 서열의 집합을 각각의 Paralogs라고 부른다. Paralogs는 전형적으로 비슷하거나 비슷한 기능을 하지만, 복제된 유전자에 대해 원래의 slective pressure에 의해 손실된 부분 때문에, 이 복제는 돌연변이에 대해 상대적으로 자유롭고, 새로운 능력을 획득할 가능성도 크다.
예를 들어, 헤모글로빈과 마이오글로빈은 서로가 공통의 조상을 가졌을거라 추측된다. 즉, 이미 알려진 헤모글로빈의 4종류는 각각에 대해서 paralogous하다. 각각의 유전자는 산소 운반이라는 공통적인 기본적 기능을 하지만, 그들은 그 기능에 있어서 이미 분화되었다. 즉, 헤모글로빈 F와 같은 경우, adult 헤모글로빈에 비해 더 높은 산소 친화력을 가진다.
Reference
From Wikipedia
어떤 구조는 homologous하거나 analogous한 관계일 수 있는데, 예를 들어 박쥐의 날개와 새의 날개는 서로 어류의 등뼈에서 진화했다는 점에서 homologous한 관계라고 할 수도 있다. 그러나 박쥐의 날개와 새의 날개는 서로 독립적으로 나는 능력을 진화시켜 왔다는 점에서 analogous한 관계일 수도 있다.
그렇다면, 유전자에서 Homology는 어떤 관계가 있는가? 만일, 어떤 단백질과 DNA 사이에서 유전자의 서열이 비슷하다면, 이들은 서로 비슷한 기능을 할 가능성이 높으며, 이 경우 homologous한 관계일 가능성 또한 높다. 그러나, 이것은 공통의 조상을 가지지 않더라도 두 서열이 비슷할 가능성 또한 존재한다. 짧은 서열이 경우 그냥 서로 비슷할 수도 있고, 특정 단백질로 바인딩되기 위해 선택되면서 (transcription factor와 같은) 서로 비슷해질 수도 있다. 이것은 단지 비슷할 뿐이지 homologous한 것은 아니다.
homologous 서열은 다음 두 종류가 있는데, Orthology와 Paralogy가 그것이다.
만일 speciation event에 의해서 분화된 homologous 서열이라면, Orthology이다. 어떤 종이 다른 두 종으로 분화할 때, 분화된 종에서의, 분화된기 전의 단일 유전자에서 분화된 두 유전자는 orthologous한 관계에 있다. 즉, Orthology는 서로 다른 종에 있으며, 비슷한 기능을 하는 유전자(gene)을 말한다. 예를 들어, APOBEC3G는 Homo Sapiens 외 다른 종에게서도 발견되는데, 이것은 서로 다른 종임에도 불구하고 비슷한 효과를 가진다. 즉, 이것은 애초에 이들이 한 종에서부터 갈라져 나왔으며, 같은 조상을 가지고 있다는 것을 뜻한다. 이런 유전자들(orthologs)은 항상 그런 것은 아니지만, 보통 같은 기능을 하는 유전자일 가능성이 대단히 높다.
이와 달리, 두 유전자가 gene duplication에 의해 분화되었다면, 이 homologous 서열을 Paralogy라고 한다. 만일, 어떤 기관 내에서의 유전자가 동일한 유전자에서 다른 위치를 차지하기 위해 duplication 되었다면, 이 카피는 paralogous한 관계에 있다. gene duplication이란, 유전자를 포함한 DNA 영역 복제를 뜻한다. gene duplication은 homologous recombination이나, restrotransposition 과정에서 오류가 발생할 수도 있다. 이 유전자의 두 번째 복제는 때때로 selective pressure로부터 자유롭고, 이것은 원래의 기능을 잃지 않는 돌연변이를 일으킬 수도 있다.
이런 paralogous한 관계에 있는 서열의 집합을 각각의 Paralogs라고 부른다. Paralogs는 전형적으로 비슷하거나 비슷한 기능을 하지만, 복제된 유전자에 대해 원래의 slective pressure에 의해 손실된 부분 때문에, 이 복제는 돌연변이에 대해 상대적으로 자유롭고, 새로운 능력을 획득할 가능성도 크다.
예를 들어, 헤모글로빈과 마이오글로빈은 서로가 공통의 조상을 가졌을거라 추측된다. 즉, 이미 알려진 헤모글로빈의 4종류는 각각에 대해서 paralogous하다. 각각의 유전자는 산소 운반이라는 공통적인 기본적 기능을 하지만, 그들은 그 기능에 있어서 이미 분화되었다. 즉, 헤모글로빈 F와 같은 경우, adult 헤모글로빈에 비해 더 높은 산소 친화력을 가진다.
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