Op elkaar lijkend in DNA-sequentie vanwege duplicatie binnen hetzelfde genoom
Paralogie is een vorm van homologie die onderscheiden wordt van orthologie.
In grote genfamilies (bijvoorbeeld KRTAP, olfactorische receptoren, cytochroom P450) zijn vaak vele genduplicaties opgetreden binnen de soort. Vaak hebben zulke genen verwante maar iets verschillende functies, bijvoorbeeld een verschillende substraatspecificiteit in het geval van enzymen of een expressie in verschillende weefsels. Deze genen noemt men paralogen van elkaar.
Paralogen vertonen overeenkomst in sequentie omdat ze uit elkaar ontstaan zijn, maar die overeenkomst geeft, in tegenstelling tot orthologe sequenties, geen goed beeld van de evolutionaire afstamming. Als de duplicatie opgetreden is in een voorouder zullen de evolutionaire nakomelingen twee op elkaar lijkende duplicaten hebben van de voorouderlijke sequentie. Als je nu paraloog 1 van de ene soort vergelijkt met paraloog 2 van de andere soort kijk je naar twee processen tegelijkertijd: afstamming en duplicatie. Om met zulke sequenties evolutionaire afstammingsrelaties op te helderen worden de paralogen eerst per soort geclusterd. Deze zogenaamde “clusters van orthologe groepen” (COGs) kunnen vervolgens gebruikt worden voor een fylogenie.
Genduplicatie kan ook leiden tot incomplete of niet functionerende kopieën (dat komt zelfs vrij vaak voor), zodat een of meerdere paralogen na verloop van tijd pseudogenen worden. Ook dit kan enorm verwarrend zijn in een vergelijkende genoomanalyse. Het laat zien dat betrouwbare moleculaire fylogenieën eigenlijk alleen gemaakt kunnen worden als je weet of de betreffende DNA-sequentie genomische paralogen heeft.
Paralogen die in tandem-organisatie achter elkaar in het genoom liggen (bijvoorbeeld rRNA-genen) zijn vaak onderworpen aan genconversie of gecoördineerde evolutie, waarmee de gelijkenis tussen paralogen maximaal blijft.
