ความเหมือนกันของลำดับคือความเหมือนกันทางชีวภาพระหว่าง ลำดับ DNA , RNAหรือโปรตีนซึ่งกำหนดโดยบรรพบุรุษร่วมกันในประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต DNA สองส่วนสามารถมีบรรพบุรุษร่วมกันได้เนื่องจากปรากฏการณ์สามประการ ได้แก่ เหตุการณ์ การเกิดสปีชีส์ใหม่ ( ออร์โธล็อก ) หรือเหตุการณ์การเพิ่มจำนวน ( พาราล็อก ) หรือ เหตุการณ์ การถ่ายโอนยีนในแนวนอน (หรือด้านข้าง) ( ซีนโนล็อก ) ^{[ 1 ]}

โดยทั่วไปแล้ว การเปรียบเทียบความเหมือน กันทางพันธุกรรมระหว่าง DNA, RNA หรือโปรตีน จะพิจารณาจากความคล้ายคลึงกันของ ลำดับ นิวคลีโอไทด์หรือกรดอะมิโนความคล้ายคลึงกันอย่างมีนัยสำคัญถือเป็นหลักฐานที่ชัดเจนว่าลำดับทั้งสองมีความสัมพันธ์กันโดยการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการจากลำดับบรรพบุรุษร่วมกันการจัดเรียงลำดับหลายๆ ลำดับเข้าด้วยกันจะถูกนำมาใช้เพื่อระบุว่าบริเวณใดของแต่ละลำดับมีความเหมือนกันทางพันธุกรรม

คำว่า "เปอร์เซ็นต์ความเหมือนกัน" มักใช้ในความหมายว่า "ความคล้ายคลึงของลำดับ" ซึ่งก็คือเปอร์เซ็นต์ของสารตกค้างที่เหมือนกัน ( เปอร์เซ็นต์ความเหมือน ) หรือเปอร์เซ็นต์ของสารตกค้างที่อนุรักษ์ไว้ซึ่งมีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่คล้ายคลึงกัน ( เปอร์เซ็นต์ความคล้ายคลึง ) เช่นลิวซีนและไอโซลิวซีนมักใช้เพื่อ "วัดปริมาณความเหมือนกัน" ตามคำจำกัดความของความเหมือนกันที่ระบุไว้ข้างต้น คำศัพท์นี้ไม่ถูกต้อง เนื่องจากความคล้ายคลึงของลำดับคือการสังเกต ความเหมือนกันคือข้อสรุป^{[ 3 ]}ลำดับจะเหมือนกันหรือไม่เหมือนกันก็ได้^{[ 3 ]}ซึ่งหมายความว่าคำว่า "เปอร์เซ็นต์ความเหมือนกัน" เป็นคำที่ไม่ถูกต้อง^{[ 4 ]}

เช่นเดียวกับโครงสร้างทางสัณฐานวิทยาและกายวิภาคศาสตร์ ความคล้ายคลึงกันของลำดับอาจเกิดขึ้นเนื่องจากวิวัฒนาการแบบลู่เข้าหรือโดยบังเอิญ เช่นเดียวกับลำดับที่สั้นกว่า ซึ่งหมายความว่าลำดับเหล่านั้นไม่ได้เป็นโฮโมล็อกกัน บริเวณลำดับโฮโมล็อกกันเรียกว่าบริเวณที่อนุรักษ์ไว้ซึ่งไม่ควรสับสนกับการอนุรักษ์ใน ลำดับ กรดอะมิโนที่กรดอะมิโนในตำแหน่งเฉพาะถูกแทนที่ด้วยกรดอะมิโนอื่นที่มีคุณสมบัติทางเคมีกายภาพที่เทียบเท่ากันในเชิงหน้าที่

ความคล้ายคลึงกันบางส่วนสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อส่วนหนึ่งของลำดับที่นำมาเปรียบเทียบมีจุดกำเนิดร่วมกัน ในขณะที่ส่วนที่เหลือไม่มี ความคล้ายคลึงกันบางส่วนดังกล่าวอาจเป็นผลมาจากเหตุการณ์ การรวมตัวของยีน

เป็นที่ทราบกันดีว่าโปรตีนจะรักษาโครงสร้างตติยภูมิไว้ได้ดีกว่าลำดับกรดอะมิโน โปรตีนสองชนิดที่มีความสัมพันธ์ห่างไกลกันอาจมีความคล้ายคลึงกันของลำดับน้อยมากหรือตรวจไม่พบเลย แต่มีโครงสร้างพับที่คล้ายคลึงกันมากซึ่งสามารถเปรียบเทียบได้โดยการจัดเรียงโครงสร้างตัวอย่างของโปรตีนเหล่านี้เคยถูกค้นพบโดยวิธีการกำหนดโครงสร้างเชิงทดลองเท่านั้น วิธีการทำนายโครงสร้างโปรตีนสมัยใหม่ เช่นAlphaFold2ช่วยให้สามารถระบุโฮโมล็อกที่เป็นไปได้โดยไม่ต้องทำการทดลองในห้องปฏิบัติการ^{[ 5 ]}

นอกจากนี้ RNA ยังเป็นที่รู้จักว่าสามารถรักษาโครงสร้างระดับตติยภูมิได้ดีกว่าโครงสร้างระดับปฐมภูมิการทำนายโครงสร้างระดับทุติยภูมิของ RNAพบว่ามีประโยชน์ในการเปรียบเทียบระหว่างมนุษย์กับหนู^{[ 6 ]}

ลำดับโฮโมล็อกัสเรียกว่าออร์โธล็อกัส หากอนุมานได้ว่าสืบเชื้อสายมาจากลำดับบรรพบุรุษเดียวกันที่แยกจากกันด้วย เหตุการณ์ การเกิดสปีชีส์ใหม่กล่าวคือ เมื่อสปีชีส์หนึ่งแยกออกเป็นสองสปีชีส์ที่แตกต่างกัน สำเนาของยีนเดียวในสองสปีชีส์ที่เกิดขึ้นนั้นเรียกว่าออร์โธล็อกัส ออร์โธล็อก หรือยีนออร์โธล็อกัส คือยีนในสปีชีส์ที่แตกต่างกันซึ่งมีต้นกำเนิดมาจากการสืบเชื้อสายแนวดิ่งจากยีนเดียวของบรรพบุรุษร่วมสุดท้ายคำว่า "ออร์โธล็อก" ถูกบัญญัติขึ้นในปี 1970 โดยนักวิวัฒนาการโมเลกุลWalter Fitch ^{[ 7 ]}

ตัวอย่างเช่นโปรตีนควบคุม Flu ของพืช มีอยู่ในทั้งArabidopsis (พืชชั้นสูงหลายเซลล์) และChlamydomonas (สาหร่ายสีเขียวเซลล์เดียว) เวอร์ชันของ Chlamydomonasนั้นซับซ้อนกว่า: มันข้ามเยื่อหุ้มเซลล์สองครั้งแทนที่จะเป็นครั้งเดียว มีโดเมนเพิ่มเติม และมีการตัดต่อทางเลือกอย่างไรก็ตาม มันสามารถทดแทน โปรตีน Arabidopsis ที่ เรียบง่ายกว่ามากได้อย่างสมบูรณ์ หากถ่ายโอนจากสาหร่ายไปยังจีโนมของพืชโดยวิธีการทางพันธุวิศวกรรมความคล้ายคลึงกันของลำดับอย่างมีนัยสำคัญและโดเมนการทำงานร่วมกันบ่งชี้ว่ายีนทั้งสองนี้เป็นยีนออร์โธล็อกัส^{[ 8 ]}ที่สืบทอดมาจากบรรพบุรุษร่วมกัน

ออร์โธโลยีถูกกำหนดอย่างเคร่งครัดในแง่ของบรรพบุรุษ เนื่องจากเป็นการยากที่จะระบุบรรพบุรุษที่แน่นอนของยีนในสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ เนื่องจากการจำลองยีนและการจัดเรียงจีโนมใหม่ หลักฐานที่แข็งแกร่งที่สุดที่แสดงว่ายีนที่คล้ายกันสองยีนเป็นออร์โธล็อกมักจะพบได้จากการวิเคราะห์เชิงวิวัฒนาการของสายพันธุ์ยีน ออร์โธล็อกมักจะมีหน้าที่เดียวกัน แต่ก็ไม่เสมอไป^{[ 9 ]}

ลำดับออร์โธล็อกให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์ในการจัดจำแนกทางอนุกรมวิธานและการศึกษาทางวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต รูปแบบของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมสามารถใช้ในการติดตามความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตได้ สิ่งมีชีวิตสองชนิดที่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกันมากมักจะมีลำดับดีเอ็นเอที่คล้ายคลึงกันมากระหว่างออร์โธล็อกทั้งสอง ในทางกลับกัน สิ่งมีชีวิตที่อยู่ห่างไกลออกไปในเชิงวิวัฒนาการจากสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่ง มักจะแสดงความแตกต่างในลำดับของออร์โธล็อกที่กำลังศึกษามากกว่า

เนื่องจากยีนออร์โธล็อกมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อชีววิทยาและชีวสารสนเทศจึงมีการจัดระเบียบยีนออร์โธล็อกไว้ในฐานข้อมูล เฉพาะหลายแห่ง ซึ่งมีเครื่องมือในการระบุและวิเคราะห์ลำดับยีนออร์โธล็อก แหล่งข้อมูลเหล่านี้ใช้วิธีการที่สามารถจำแนกได้โดยทั่วไปเป็นวิธีการที่ใช้ การวิเคราะห์ เชิงฮิวริสติกของการเปรียบเทียบลำดับแบบคู่ทั้งหมด และวิธีการที่ใช้ วิธี การทางวิวัฒนาการวิธีการเปรียบเทียบลำดับได้รับการบุกเบิกครั้งแรกในฐานข้อมูล COGs ในปี 1997 ^{[ 10 ]}วิธีการเหล่านี้ได้รับการขยายและทำให้เป็นอัตโนมัติในฐานข้อมูลที่แตกต่างกัน 12 แห่ง โดยฐานข้อมูลที่ทันสมัยที่สุดคือ AYbRAH Analyzing Yeasts by Reconstructing Ancestry of Homologs ^{[ 11 ]}รวมถึงฐานข้อมูลต่อไปนี้ในปัจจุบัน เครื่องมือบางอย่างทำนายยีนออร์โธล็อกแบบ de novo จากลำดับโปรตีนที่ป้อนเข้ามา แต่อาจไม่ให้ฐานข้อมูลใดๆ เครื่องมือเหล่านี้ได้แก่ SonicParanoid และ OrthoFinder

• เอ้กน็อก^{[ 12 ] [ 13 ]}
• GreenPhylDB ^{[ 14 ] [ 15 ]}สำหรับพืช
• InParanoid ^{[ 16 ] [ 17 ]}มุ่งเน้นไปที่ความสัมพันธ์ออร์โธล็อกแบบคู่
• OHNOLOGS ^{[ 18 ] [ 19 ]}เป็นคลังเก็บยีนที่คงไว้จากการจำลองจีโนมทั้งหมดในจีโนมของสัตว์มีกระดูกสันหลัง รวมถึงมนุษย์และหนู
• OMA ^{[ 20 ]}
• OrthoDB ^{[ 21 ]}ยอมรับว่าแนวคิดออร์โธโลยีมีความสัมพันธ์กับจุดสปีชีส์ที่แตกต่างกันโดยให้ลำดับชั้นของออร์โธล็อกตามต้นไม้สปีชีส์
• OrthoInspector เก็บถาวรเมื่อวันที่ 27 มกราคม 2020 ที่Wayback Machine ^{[ 22 ]}เป็นคลังยีนออร์โธล็อกัสสำหรับสิ่งมีชีวิต 4753 ชนิด ครอบคลุมสามโดเมนของสิ่งมีชีวิต
• OrthologID ^{[ 23 ] [ 24 ]}
• OrthoMaM ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]}สำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
• ออร์โธเอ็มซีแอล^{[ 28 ] [ 29 ]}
• รวบรวม^{[ 30 ]}
• SonicParanoid ^{[ 31 ] [ 32 ]}เป็นวิธีการที่ใช้กราฟซึ่งใช้การเรียนรู้ของเครื่องเพื่อลดเวลาในการดำเนินการและอนุมานออร์โธล็อกในระดับโดเมน

วิธีการสร้าง แผนภูมิวิวัฒนาการโดยใช้โครงสร้างต้นไม้มีเป้าหมายเพื่อแยกแยะการเกิดสปีชีส์ใหม่จากการเกิดการเพิ่มจำนวนยีน โดยการเปรียบเทียบแผนภูมิยีนกับแผนภูมิสปีชีส์ ดังที่ได้นำไปใช้ในฐานข้อมูลและเครื่องมือซอฟต์แวร์ต่างๆ เช่น:

• ห้องใต้หลังคา^{[ 33 ]}
• TreeFam ^{[ 34 ] [ 35 ]}
• OrthoFinder ^{[ 36 ]}

แนวทางแบบผสมผสานประเภทที่สามใช้วิธีการทั้งแบบฮิวริสติกและแบบไฟโลเจเนติกในการสร้างคลัสเตอร์และกำหนดแผนภูมิวิวัฒนาการ ตัวอย่างเช่น:

• EnsemblCompara GeneTrees ^{[ 37 ] [ 38 ]}
• โฮโมโลยีน^{[ 39 ]}
• ออร์โธลูจ^{[ 40 ]}

ยีนพาราโลกัสคือยีนที่มีความสัมพันธ์กันผ่านเหตุการณ์การทำซ้ำในบรรพบุรุษร่วมสุดท้าย (LCA) ของสปีชีส์ที่กำลังเปรียบเทียบกัน ยีนเหล่านี้เกิดจากการกลายพันธุ์ของยีนที่ทำซ้ำในระหว่างเหตุการณ์การเกิดสปีชีส์ที่แยกจากกัน เมื่อลูกหลานจาก LCA มีโฮโมล็อกที่กลายพันธุ์ของยีนที่ทำซ้ำดั้งเดิมร่วมกัน ยีนเหล่านั้นจะถือว่าเป็นพาราโลกัส^{[ 1 ]}

ตัวอย่างเช่น ใน LCA ยีนหนึ่ง (ยีน A) อาจถูกทำซ้ำเพื่อสร้างยีนที่คล้ายกันอีกยีนหนึ่ง (ยีน B) ยีนทั้งสองนี้จะยังคงถูกส่งต่อไปยังรุ่นต่อๆ ไป ในระหว่างการเกิดสปีชีส์ใหม่ สภาพแวดล้อมหนึ่งจะเอื้อต่อการกลายพันธุ์ในยีน A (ยีน A1) ทำให้เกิดสปีชีส์ใหม่ที่มียีน A1 และ B จากนั้นในการเกิดสปีชีส์ใหม่อีกครั้ง สภาพแวดล้อมหนึ่งจะเอื้อต่อการกลายพันธุ์ในยีน B (ยีน B1) ทำให้เกิดสปีชีส์ใหม่ที่มียีน A และ B1 ยีน A1 และ B1 ของลูกหลานเป็นพาราโลกัสซึ่งกันและกัน เนื่องจากเป็นโฮโมโลกัสที่เกี่ยวข้องกันผ่านเหตุการณ์การทำซ้ำในบรรพบุรุษร่วมสุดท้ายของทั้งสองสปีชีส์^{[ 1 ]}

การจำแนกประเภทเพิ่มเติมของพาราล็อก ได้แก่ อัลโลพาราล็อก (เอาต์พาราล็อก) และซิมพาราล็อก (อินพาราล็อก) อัลโลพาราล็อกคือพาราล็อกที่วิวัฒนาการมาจากการจำลองยีนที่เกิดขึ้นก่อนเหตุการณ์การเกิดสปีชีส์ใหม่ กล่าวอีกนัยหนึ่ง อัลโลพาราล็อกคือพาราล็อกที่วิวัฒนาการมาจากการจำลองยีนที่เกิดขึ้นในบรรพบุรุษร่วมสุดท้าย (LCA) ของสิ่งมีชีวิตที่กำลังเปรียบเทียบ ตัวอย่างข้างต้นเป็นตัวอย่างของอัลโลพาราล็อก ซิมพาราล็อกคือพาราล็อกที่วิวัฒนาการมาจากการจำลองยีนของยีนพาราล็อกในเหตุการณ์การเกิดสปีชีส์ใหม่ที่เกิดขึ้นภายหลัง จากตัวอย่างข้างต้น หากลูกหลานที่มียีน A1 และ B เกิดเหตุการณ์การเกิดสปีชีส์ใหม่ขึ้นอีกครั้งโดยที่ยีน A1 จำลองขึ้น สปีชีส์ใหม่จะมียีน B, A1a และ A1b ในตัวอย่างนี้ ยีน A1a และ A1b เป็นซิมพาราล็อก^{[ 1 ]}

ยีนพาราโลกัสสามารถกำหนดโครงสร้างของจีโนมทั้งหมดได้ และด้วยเหตุนี้จึงสามารถอธิบายวิวัฒนาการของจีโนมได้ในระดับมาก ตัวอย่างเช่น ยีน โฮมีโอโบกซ์ ( Hox ) ในสัตว์ ยีนเหล่านี้ไม่เพียงแต่มีการจำลองยีนภายในโครโมโซม เท่านั้น แต่ยังมีการจำลองจีโนมทั้งหมดด้วย ส่งผลให้ยีน Hox ในสัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่รวมกลุ่มกันอยู่บนโครโมโซมหลายตัว โดยกลุ่ม HoxA-D เป็นกลุ่มที่ได้รับการศึกษามากที่สุด^{[ 41 ]}

อีกตัวอย่างหนึ่งคือ ยีน โกลบินซึ่งเข้ารหัสไมโอโกลบินและฮีโมโกลบินและถือว่าเป็นพาราโลกโบราณ ในทำนองเดียวกัน ฮีโมโกลบินทั้งสี่ชนิดที่รู้จักกัน ( ฮีโมโกลบิน A , ฮีโมโกลบิน A2 , ฮีโมโกลบิน Bและฮีโมโกลบิน F ) ก็เป็นพาราโลกของกันและกัน แม้ว่าโปรตีนแต่ละชนิดเหล่านี้จะมีหน้าที่พื้นฐานเดียวกันคือการขนส่งออกซิเจน แต่หน้าที่ของพวกมันก็แตกต่างกันเล็กน้อยแล้ว เช่น ฮีโมโกลบินของทารกในครรภ์ (ฮีโมโกลบิน F) มีความสัมพันธ์กับออกซิเจนสูงกว่าฮีโมโกลบินของผู้ใหญ่ อย่างไรก็ตาม หน้าที่ไม่ได้ถูกอนุรักษ์ไว้เสมอไป ตัวอย่างเช่น แอนจิโอ เจนิน ของมนุษย์ แยกตัวออกมาจากไรโบเอนไซม์และถึงแม้ว่าพาราโลกทั้งสองจะยังคงคล้ายคลึงกันในโครงสร้างสามมิติ แต่หน้าที่ของพวกมันภายในเซลล์นั้นแตกต่างกันอย่างมากแล้ว

มักมีการกล่าวอ้างว่าออร์โธล็อกมีความคล้ายคลึงกันในเชิงฟังก์ชันมากกว่าพาราล็อกที่มีการแยกตัวคล้ายกัน แต่มีเอกสารหลายฉบับที่ท้าทายแนวคิดนี้^{[ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]}

ในการทำงานร่วมกันAnton Yuryevและผู้ร่วมเขียนได้แสดงให้เห็นว่าเครือข่ายปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนกับโปรตีนทั่วทั้งจีโนมมีความถี่ของโปรตีนที่โต้ตอบกันเอง ( โฮโมไดเมอร์ ) และปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนพาราโลกัสสูงกว่าที่คาดไว้โดยบังเอิญอย่างมีนัยสำคัญ ผลการค้นพบเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่ายีนที่ซ้ำกันและผลิตภัณฑ์โปรตีนของยีนเหล่านั้นไม่ได้กระจายแบบสุ่มภายในเครือข่ายปฏิสัมพันธ์ แต่ยังคงรักษาความสัมพันธ์เชิงโครงสร้างและหน้าที่ที่ถูกกำหนดโดยประวัติวิวัฒนาการ^{[ 4 ]}

พาราโลกมักถูกควบคุมแตกต่างกัน เช่น โดยมีรูปแบบการแสดงออกเฉพาะเนื้อเยื่อที่แตกต่างกัน (ดูยีน Hox) อย่างไรก็ตาม พวกมันยังสามารถถูกควบคุมแตกต่างกันในระดับโปรตีนได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่นBacillus subtilis เข้ารหัสพาราโลกของ กลูตาเมตดีไฮโดรจี เนส สองตัวได้แก่ GudB ซึ่งถูกถอดรหัสอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ RocG ถูกควบคุมอย่างเข้มงวด ในสถานะโอลิโกเมอร์ที่ทำงานอยู่ เอนไซม์ทั้งสองแสดงอัตราเอนไซม์ที่คล้ายกัน อย่างไรก็ตาม การสลับเอนไซม์และโปรโมเตอร์ทำให้เกิดการสูญเสียความเหมาะสมอย่างรุนแรง ซึ่งบ่งชี้ถึงวิวัฒนาการร่วมกันของโปรโมเตอร์และเอนไซม์ ลักษณะของโปรตีนแสดงให้เห็นว่า เมื่อเปรียบเทียบกับ RocG กิจกรรมเอนไซม์ของ GudB ขึ้นอยู่กับกลูตาเมตและ pH อย่างมาก^{[ 45 ]}

บางครั้ง โครโมโซมบริเวณขนาดใหญ่จะมีเนื้อหายีนที่คล้ายคลึงกันกับโครโมโซมบริเวณอื่น ๆ ภายในจีโนมเดียวกัน^{[ 46 ]}โครโมโซมเหล่านี้ได้รับการระบุลักษณะไว้อย่างดีในจีโนมของมนุษย์ ซึ่งถูกนำมาใช้เป็นหลักฐานสนับสนุนสมมติฐาน 2Rชุดของยีนที่ซ้ำกัน ซ้ำกันสามเท่า และซ้ำกันสี่เท่า โดยที่ยีนที่เกี่ยวข้องอยู่บนโครโมโซมที่แตกต่างกัน จะถูกสรุปว่าเป็นส่วนที่เหลือจากการเพิ่มจำนวนของจีโนมหรือโครโมโซม ชุดของบริเวณพาราโลจีรวมกันเรียกว่าพาราโลจี^{[ 47 ]}ชุดของบริเวณพาราโลจีที่ได้รับการศึกษาอย่างดี ได้แก่ บริเวณของโครโมโซมมนุษย์ 2, 7, 12 และ 17 ที่มี กลุ่ม ยีน Hox , ยีน คอลลาเจน , ยีน เคราตินและยีนที่ซ้ำกันอื่นๆ^{[ 48 ] บริเวณของโครโมโซมมนุษย์ 4, 5, 8 และ 10 ที่มียีนตัวรับนิวโรเปปไทด์, ยีนโฮมีโอโบกซ์คลาส NK และตระกูลยีนอื่นๆ อีกมากมาย [ 49 ] [ 50 ] [} 51 ] และส่วนต่างๆของโครโมโซม^{มนุษย์13 , 4 , 5และX}ที่มี ยีน ParaHoxและยีนข้างเคียง^{[ 52 ]}คอมเพล็กซ์ความเข้ากันได้ทางพันธุกรรมหลัก (MHC) บนโครโมโซมมนุษย์ 6 มีบริเวณพาราโลจีบนโครโมโซม 1, 9 และ 19 ^{[ 53 ]} ดูเหมือนว่า จีโนมของมนุษย์ส่วนใหญ่จะสามารถกำหนดให้กับบริเวณพาราโลจีได้^{[ 54 ]}

การ เพิ่มจำนวนจีโนมทั้งหมดทำให้เกิดจีโนมที่มี สำเนา โอห์โน ล็อกสอง ชุดของแต่ละยีน

กระบวนการเกิดสปีชีส์ใหม่ทำให้เกิด ยีน ออร์โทล็อกในสองสปีชีส์ลูก ใน ขณะที่ การถ่ายโอนยีนในแนวนอนจากสปีชีส์หนึ่งไปยังอีกสปีชีส์หนึ่งจะเพิ่มยีนซีโนล็อกเข้าไปในจีโนมของสปีชีส์นั้น

กระบวนการเกิดสปีชีส์ใหม่ทำให้เกิดยีนออร์โทล็อกในสองสปีชีส์ลูกการผสมข้ามสายพันธุ์ ในภายหลัง ของสปีชีส์เหล่านั้นทำให้เกิดจีโนมลูกผสมที่มี สำเนา โฮโมอีโอล็อกของแต่ละยีนจากทั้งสองสปีชีส์

ยีน Ohnologues คือยีน paralogous ที่เกิดขึ้นจากกระบวนการจำลองจีโนมทั้งหมดชื่อนี้ตั้งขึ้นครั้งแรกเพื่อเป็นเกียรติแก่Susumu Ohnoโดย Ken Wolfe ^{[ 55 ] Ohnologues มีประโยชน์สำหรับการวิเคราะห์วิวัฒนาการ เนื่องจาก ohnologues ทั้งหมดในจีโนมมีการแยกตัวเป็นระยะเวลาเท่ากัน (นับตั้งแต่กำเนิดร่วมกันในการจำลองจีโนมทั้งหมด) นอกจากนี้ Ohnologues ยังเป็นที่รู้จักกันดีว่ามีความสัมพันธ์กับมะเร็ง โรค ทาง}พันธุกรรมเด่น และความแปรผันของจำนวนสำเนาที่ก่อให้เกิดโรค^{[ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ] [ 60 ]}

โฮโมล็อกที่เกิดจากการถ่ายโอนยีนในแนวนอนระหว่างสิ่งมีชีวิตสองชนิดเรียกว่า ซีโนล็อก ซีโนล็อกอาจมีฟังก์ชันที่แตกต่างกันหากสภาพแวดล้อมใหม่แตกต่างกันอย่างมากสำหรับยีนที่เคลื่อนย้ายในแนวนอน อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้ว ซีโนล็อกมักมีฟังก์ชันที่คล้ายคลึงกันในสิ่งมีชีวิตทั้งสองชนิด คำนี้ถูกบัญญัติโดย Walter Fitch ^{[ 7 ]}

โครโมโซมโฮโมโลกัส (หรือสะกดว่า homeologous) หรือส่วนของโครโมโซม คือโครโมโซมที่นำมารวมกันภายหลังการผสมข้ามสายพันธุ์และการเกิดอัลโลโพลีพลอยด์เพื่อสร้างจีโนมลูกผสมและความสัมพันธ์ของโครโมโซมเหล่านี้เป็นโฮโมโลกัสอย่างสมบูรณ์ในสายพันธุ์บรรพบุรุษ^{[ 61 ]}ในอัลโลโพลีพลอยด์ โครโมโซมโฮโมโลกัสภายในซับจีโนมของพ่อแม่แต่ละคู่ควรจับคู่กันอย่างซื่อสัตย์ในระหว่างการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสทำให้เกิดการถ่ายทอดแบบดิโซมิก อย่างไรก็ตาม ในอัลโลโพลีพลอยด์บางชนิด โครโมโซมโฮโมโลกัสของจีโนมพ่อแม่อาจมีความคล้ายคลึงกันเกือบเท่ากับโครโมโซมโฮโมโลกัส ทำให้เกิดการถ่ายทอดแบบเตตระโซมิก (โครโมโซมสี่คู่จับคู่กันในระหว่างการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส) การรวมตัวใหม่ ระหว่างจีโนม และความสามารถในการสืบพันธุ์ที่ลดลง

Gametology หมายถึงความสัมพันธ์ระหว่างยีนที่เป็นโฮโมล็อกบน โครโมโซมเพศตรงข้ามที่ไม่เกิดการรวมตัวกันใหม่คำนี้ถูกบัญญัติโดย García-Moreno และ Mindell ^{[ 62 ]} 2000 Gametologs เกิดขึ้นจากต้นกำเนิดของการกำหนดเพศ ทางพันธุกรรม และอุปสรรคต่อการรวมตัวกันใหม่ระหว่างโครโมโซมเพศ ตัวอย่างของ gametologs ได้แก่CHDWและCHDZในนก^{[ 62 ]}

• ความเหมือนกันเชิงลึก
• ฐานข้อมูล EggNOG
• การสร้างฟังก์ชันใหม่
• ออร์โธดีบี
• เมทริกซ์ออร์โธล็อกัส (OMA)
• ฟีเวอร์
• ตระกูลโปรตีน
• ซูเปอร์แฟมิลีโปรตีน
• ทรีแฟม
• ซินเทล็อก