Kluczowa różnica między rodzinami wielogenowymi a nadrodzinami polega na tym, że rodziny wielogenowe to grupy genów o homologii sekwencji, podczas gdy nadrodziny to grupy białek lub genów wspólnego pochodzenia.
Rodziny i nadrodziny wielogenowe to grupy genów i rodziny białek, które mają strukturalnie podobne geny i białka. Rodzina genów to zestaw podobnych genów utworzonych przez duplikację pojedynczego oryginalnego genu. Generalnie mają również podobną funkcję biochemiczną. Rodzina białek to grupa białek pokrewnych ewolucyjnie. Zazwyczaj białka w rodzinie pochodzą od wspólnego przodka. Zarówno rodziny genów, jak i białek tworzą hierarchię przechowywania informacji o genomach i odgrywają ogromną rolę w ewolucji i różnorodności organizmów.
Czym są rodziny wielogenowe?
Rodziny wielogenowe to grupy genów o homologii sekwencji i powiązanych nakładających się funkcjach. Rodziny wielogenowe zwykle składają się z członków o podobnych sekwencjach i funkcjach. Duplikacja i dywergencja genów to główne zjawiska stojące za powstaniem takich rodzin wielogenowych.
Rysunek 01: Rodziny wielogenowe
Poszczególne geny w rodzinach wielogenowych mogą być ułożone blisko siebie na tym samym chromosomie lub te pojedyncze geny mogą być rozproszone w całym genomie na różnych chromosomach. Te geny w rodzinach wielogenowych często mają wspólne regulacyjne elementy kontrolne. Wynika to z ich podobieństwa sekwencji i nakładających się funkcji. W niektórych przypadkach rodziny wielogenowe mają członków o niemal identycznych sekwencjach. Dlatego takie wielogenowe rodziny pozwalają na ekspresję ogromnych ilości produktów genów w krótkim czasie, kiedy jest to potrzebne. Jednak inne rodziny wielogenowe pozwalają na ekspresję podobnych, ale specyficznych produktów genów w różnych typach komórek lub na różnych etapach rozwoju organizmu. Niektóre z dobrze znanych rodzin wielogenowych to te, które kodują aktyny, immunoglobuliny, tubuliny, hemoglobiny, interferony, histony itp.
Czym są Superrodziny?
Nadrodziny to grupy białek lub genów wspólnego pochodzenia o nienakładających się funkcjach. Nadrodziny białek to największa grupa białek oparta na ich wspólnych przodkach. Wspólne pochodzenie można wywnioskować z wyrównań strukturalnych i podobieństw mechanistycznych. Nadrodziny białek zwykle zawierają kilka rodzin białek, które wykazują podobieństwo sekwencji w obrębie każdej rodziny. Niektóre z dobrze znanych przykładów nadrodzin białek to proteaza, hydrolazy glikozylowe, fosfataza alkaliczna, globina, PA klan, Ras, serpin, TIM barrel itd. Nadrodziny białek są bardzo ważne ewolucyjnie. Dzieje się tak, ponieważ reprezentują obecne ograniczenia zdolności naukowców do identyfikacji wspólnego pochodzenia.
Rysunek 02: Nadrodziny
Nadrodziny genów są znacznie większe niż rodziny wielogenowe. Nadrodziny genów zwykle zawierają do setek genów, w tym wiele rodzin wielogenowych. Geny w nadrodzinach są zróżnicowane pod względem sekwencji i funkcji oraz wykazują różne poziomy ekspresji. Te geny mają również oddzielne kontrole regulacji. Nadrodzina globin jest najczęstszym przykładem nadrodzin genów.
Jakie są podobieństwa między rodzinami wielogenowymi a superrodzinami?
- Rodziny i nadrodziny wielogenowe to grupy genów i rodziny białek, które mają strukturalnie podobne geny i białka.
- Immunoglobuliny i globiny należą do obu rodzin.
- Obie rodziny są ważne ewolucyjnie.
- Wyrównania sekwencji mogą być użyte do utworzenia obu rodzin.
Jaka jest różnica między rodzinami wielogenowymi a superrodzinami?
Rodziny wielogenowe to grupy genów o homologii sekwencji, podczas gdy nadrodziny to grupy białek lub genów wspólnego pochodzenia. Jest to więc kluczowa różnica między rodzinami wielogenowymi a superrodzinami. Ponadto rodziny wielogenowe to grupy genów o powiązanych nakładających się funkcjach, podczas gdy nadrodziny to grupy białek lub geny o nienakładających się funkcjach.
Poniższa infografika przedstawia różnice między rodzinami wielogenowymi a nadrodzinami w formie tabelarycznej do porównania.
Podsumowanie – Rodziny wielogenowe a superrodziny
Rodziny i nadrodziny wielogenowe to grupy genów i rodziny białek, które mają strukturalnie podobne geny i białka. Są bardzo ważne ewolucyjnie. Rodziny wielogenowe to grupy genów o homologii sekwencji, podczas gdy nadrodziny to grupy białek lub genów wspólnego pochodzenia. Jest to więc kluczowa różnica między rodzinami wielogenowymi a superrodzinami.
