Η βασική διαφορά μεταξύ πολυγονιδιακών οικογενειών και υπεροικογενειών είναι ότι οι πολυγονιδιακές οικογένειες είναι ομάδες γονιδίων με ομολογία αλληλουχίας, ενώ οι υπεροικογένειες είναι ομάδες πρωτεϊνών ή γονιδίων κοινής προέλευσης.
Οι οικογένειες και οι υπεροικογένειες πολλαπλών γονιδίων είναι ομάδες γονιδίων και οικογενειών πρωτεϊνών που έχουν δομικά παρόμοια γονίδια και πρωτεΐνες. Μια οικογένεια γονιδίων είναι ένα σύνολο παρόμοιων γονιδίων που σχηματίζονται από τον διπλασιασμό ενός μοναδικού αρχικού γονιδίου. Γενικά, έχουν επίσης παρόμοια βιοχημική λειτουργία. Μια οικογένεια πρωτεϊνών είναι μια ομάδα πρωτεϊνών που σχετίζονται με την εξέλιξη. Συνήθως, οι πρωτεΐνες σε μια οικογένεια προέρχονται από έναν κοινό πρόγονο. Τόσο οι οικογένειες γονιδίων όσο και οι πρωτεϊνικές οικογένειες σχηματίζουν μια ιεραρχία αποθήκευσης πληροφοριών σχετικά με τα γονιδιώματα και παίζουν τεράστιο ρόλο στην εξέλιξη και την ποικιλομορφία των οργανισμών.
Τι είναι οι πολυγονιδιακές οικογένειες;
Οι οικογένειες πολλαπλών γονιδίων είναι ομάδες γονιδίων με ομολογία αλληλουχίας και σχετικές αλληλεπικαλυπτόμενες λειτουργίες. Οι πολυγονιδιακές οικογένειες αποτελούνται συνήθως από μέλη με παρόμοιες αλληλουχίες και λειτουργίες. Ο διπλασιασμός και η απόκλιση γονιδίων είναι τα κύρια φαινόμενα πίσω από την προέλευση τέτοιων πολυγονιδιακών οικογενειών.
Εικόνα 01: Πολυγονιδιακές οικογένειες
Μεμονωμένα γονίδια σε πολυγονιδιακές οικογένειες μπορούν να διατάσσονται κοντά στο ίδιο χρωμόσωμα ή αυτά τα μεμονωμένα γονίδια μπορούν να διασκορπίζονται σε όλο το γονιδίωμα σε διαφορετικά χρωμοσώματα. Αυτά τα γονίδια στις πολυγονιδιακές οικογένειες συχνά μοιράζονται ρυθμιστικά στοιχεία ελέγχου. Αυτό οφείλεται στην ομοιότητα αλληλουχίας και στις επικαλυπτόμενες λειτουργίες τους. Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι πολυγονιδιακές οικογένειες έχουν μέλη που μοιράζονται σχεδόν πανομοιότυπες αλληλουχίες. Επομένως, τέτοιες πολυγονιδιακές οικογένειες επιτρέπουν την έκφραση τεράστιων ποσοτήτων γονιδιακών προϊόντων σε σύντομο χρονικό διάστημα όταν χρειάζεται. Ωστόσο, άλλες πολυγονιδιακές οικογένειες επιτρέπουν παρόμοια αλλά ειδικά γονιδιακά προϊόντα να εκφράζονται σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων ή διαφορετικά στάδια ανάπτυξης ενός οργανισμού. Μερικές από τις γνωστές πολυγονιδιακές οικογένειες είναι αυτές που κωδικοποιούν ακτίνες, ανοσοσφαιρίνες, τουμπουλίνες, αιμοσφαιρίνες, ιντερφερόνες, ιστόνες κ.λπ.
Τι είναι οι υπεροικογένειες;
Οι υπεροικογένειες είναι ομάδες πρωτεϊνών ή γονιδίων κοινής προέλευσης με μη επικαλυπτόμενες λειτουργίες. Οι υπεροικογένειες πρωτεϊνών είναι η μεγαλύτερη ομάδα πρωτεϊνών με βάση τις κοινές τους καταβολές. Η κοινή καταγωγή συνάγεται από δομικές ευθυγραμμίσεις και μηχανιστικές ομοιότητες. Οι υπεροικογένειες πρωτεϊνών συνήθως περιέχουν πολλές οικογένειες πρωτεϊνών, οι οποίες εμφανίζουν ομοιότητα αλληλουχίας σε κάθε οικογένεια. Μερικά από τα γνωστά παραδείγματα για πρωτεϊνικές υπεροικογένειες είναι πρωτεάση, γλυκοζυλ υδρολάσες, αλκαλική φωσφατάση, σφαιρίνη, φυλή PA, Ras, σερπίνη, βαρέλι TIM, κ.λπ. Οι υπεροικογένειες πρωτεϊνών είναι πολύ σημαντικές για την εξέλιξη. Αυτό συμβαίνει επειδή αντιπροσωπεύουν τα τρέχοντα όρια της ικανότητας των επιστημόνων να προσδιορίζουν την κοινή καταγωγή.
Εικόνα 02: Υπεροικογένειες
Οι υπεροικογένειες γονιδίων είναι πολύ μεγαλύτερες από τις πολυγονιδιακές οικογένειες. Οι υπεροικογένειες γονιδίων περιέχουν συνήθως έως και εκατοντάδες γονίδια, συμπεριλαμβανομένων πολλαπλών πολυγονιδιακών οικογενειών. Τα γονίδια στις υπεροικογένειες είναι διαφορετικά σε αλληλουχία και λειτουργία και εμφανίζουν διάφορα επίπεδα έκφρασης. Αυτά τα γονίδια έχουν επίσης ξεχωριστούς ελέγχους ρύθμισης. Η υπεροικογένεια γονιδίων σφαιρίνης είναι το πιο κοινό παράδειγμα γονιδιακών υπεροικογενειών.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ πολυγονιδιακών οικογενειών και υπεροικογενειών;
- Οι οικογένειες και οι υπεροικογένειες πολλαπλών γονιδίων είναι ομάδες γονιδίων και οικογενειών πρωτεϊνών που έχουν δομικά παρόμοια γονίδια και πρωτεΐνες.
- Οι ανοσοσφαιρίνες και οι σφαιρίνες περιλαμβάνονται και στις δύο οικογένειες.
- Και οι δύο οικογένειες είναι εξελικτικές σημαντικές.
- Οι στοίχιση ακολουθιών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να σχηματιστούν και οι δύο οικογένειες.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ πολυγονιδιακών οικογενειών και υπεροικογενειών;
Οι πολυγονιδιακές οικογένειες είναι ομάδες γονιδίων με ομολογία αλληλουχίας, ενώ οι υπεροικογένειες είναι ομάδες πρωτεϊνών ή γονιδίων κοινής προέλευσης. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ πολυγονιδιακών οικογενειών και υπεροικογενειών. Επιπλέον, οι πολυγονιδιακές οικογένειες είναι ομάδες γονιδίων με σχετικές επικαλυπτόμενες λειτουργίες, ενώ οι υπεροικογένειες είναι ομάδες πρωτεϊνών ή γονιδίων με μη επικαλυπτόμενες λειτουργίες.
Το παρακάτω infographic παραθέτει τις διαφορές μεταξύ πολυγονιδιακών οικογενειών και υπεροικογενειών σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Πολυγονιδιακές οικογένειες εναντίον Υπεροικογενειών
Οι οικογένειες και οι υπεροικογένειες πολλαπλών γονιδίων είναι ομάδες γονιδίων και οικογενειών πρωτεϊνών που έχουν δομικά παρόμοια γονίδια και πρωτεΐνες. Είναι εξελικτικά πολύ σημαντικά. Οι πολυγονιδιακές οικογένειες είναι ομάδες γονιδίων με ομολογία αλληλουχίας, ενώ οι υπεροικογένειες είναι ομάδες πρωτεϊνών ή γονιδίων κοινής προέλευσης. Επομένως, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ πολυγονιδιακών οικογενειών και υπεροικογενειών.
