Homologues, orthologues, paralogues

En 2003, une liste de gènes dit universels a été mise en évidence (Harris et al. 2003). Ces gènes sont partagés entre toutes les formes de vie. Il est possible de trouver des gènes similaires au sein d’une même espèce ou entre espèces qui permettent de déduire s’ils sont liés d’un point de vu évolutif en partageant un ancêtre commun. Ces gènes sont dans ce cas des homologues. Leur identification est primordiale dans une recherche évolutive car ils permettent de séparer les spécifiés des caractères communs. De plus, comme l’annotation fonctionnelle par l’expérimentation est longue et délicate, rechercher ce type de gènes permet d’extrapoler des fonctions ou des structures (transfert d’annotation) (Eisen 1998). L’étape suivante consiste à distinguer les gènes homologues en fonction d’événements évolutifs :

  • Deux gènes sont orthologues s’ils sont issus d’une spéciation (Fitch 1970) ;
  • Deux gènes sont paralogues s’ils sont issus d’une duplication (Fitch 1970). Il existe deux types de paralogues :
    • Les paralogues internes obtenus à la suite d’une spéciation suivie d’une duplication ;
    • Les paralogues externes obtenus à la suite d’une duplication suivie d’une spéciation.
  • Deux gènes sont ohnologues s’ils sont issus d’une duplication complète du génome (Leveugle et al. 2003) ;
  • Deux gènes sont homéologues s’ils sont issus d’une spéciation puis réunis dans le même génome par allopolyploïdisation (Glover et al. 2016) ;
  • Deux gènes sont xénologues s’il sont issus d’un transfert horizontal de gène (Gray et al. 1984).

La figure suivante est une proposition de comparaison des orthologues et des différents paralogues. Elle est inspirée d’une figure proposée dans l’article de Fredj Tekaia (Tekaia 2016).

Figure 1 - Représentation schématique de la différence entre orthologues et paralogues à partir d’un gène ancêtre.
Figure 1 - Représentation schématique de la différence entre orthologues et paralogues à partir d’un gène ancêtre.