Figure 1. homologs示意图
from bitesizebio website
1. 同源性(homology)定义
homology在生物学上被翻译成“同源性”，是指在不同生物类群中，由于共同的祖先，在一对结构或基因间表现出来的相似性。在基因序列(DNA,RNA or Protein)上体现出的相似性被称作序列同源性(sequence homology)，具有序列同源性的基因被称做同源基因(homolog=homologous gene)，常用于进化生物学的研究。
2. 同源基因(homolog)分类
按不同成因分为两类（也有把homolog分为ortholog，paralog和xenolog三类的）：
- 直系同源基因（ortholog）：物种形成(speciation)导致，一个共同祖先的基因由于物种形成分离到不同物种间；orthologs通常（不是绝对）保留相同的功能。
- 旁系同源基因(paralog)：重复(duplication)导致，一个物种的基因组内由于基因复制产生的同源性；paralogs通常具有不同的功能，或者成为假基因(pseudogene)；不同物种间不是由于物种形成导致的同源基因也被称为paralogs。在旁系同源基因中，起源于一次全基因组重复(whole-genome duplication, WGD)的那些被称为ohnolog，由Ken Wolfe在2000年第一次给出定义。
Figure 2. ohnologs示意图
from wikipedia: sequence homology
3. 扩展概念
- 直系同源基因：单数形式ortholog=orthologous gene；复数形式orthologs=orthologous genes。
- 直系同源(orthology)：一个名词，代表直系同源基因的直系同源属性；相应地，有旁系同源(paralogy)。
- 直系同源群(orthogroup)：在一群物种中，起源于这群物种的最近共同祖先(last common ancestor, LCA)的一个基因的一组基因，是这群物种中具有直系同源性的基因家族(gene family)的合集。
按照逻辑，应该有一套完整的单词：
| *log 特指基因 | *logy 属性 | *logous 形容词 | *group |
|---|---|---|---|
| ortholog | orthology | orthologous | orthogroup |
| paralog | paralogy | paralogous | paragroup |
| homolog | homology | homologous | homogroup |
但我查了下，paragroup,homogroup这两个词是不存在的。
按照orthogrop的定义，个人觉得用homogroup代替orthogroup好像更好，因为直系同源群内包括orthologs和paralogs，即包括所有homologs。
4. 相关概念
Figure 3. analog示意图
from wikipedia: sequence homology
异同源基因(xenolog)：水平基因转移(horizontal/lateral gene transfer)导致，来源于寄生，腐生，共生或病毒侵染等途径转移产生的异同源基因；一般具有相似功能，但如果新环境差异巨大，功能可能出现分化。xenolog一词最早在1970年由Walter Fitch创造。由于异同源基因不是来自共同祖先，而是拥有独立起源。
analog（不知道咋翻译，同功基因？）：在不同物种中，不相关的基因有着相似的功能，但是独立的进化起源。
按照定义，xenolog应该是一种analog。基因家族(gene family)：是指在一个物种中，起源于一个基因的复制，通常具有相似生化功能的一套基因。
reference
- wiki：homology：https://en.wikipedia.org/wiki/Homology_(biology)
- wiki：sequence homology：https://en.wikipedia.org/wiki/Sequence_homology#Homoeology
- Paper：Orthologs, Paralogs, and Evolutionary Genomics：https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.genet.39.073003.114725
- Paper：analog和xenolog的由来和定义：https://academic.oup.com/sysbio/article-abstract/19/2/99/1655771?redirectedFrom=fulltext
- Paper：ohnolog的由来和定义：https://www.nature.com/articles/ng0500_3
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