Homologengruppen

Homologengruppen sind Kategorien von Genen oder Chromosomen, die aus einer gemeinsamen Abstammung stammen und daher ähnliche Merkmale oder Sequenzmerkmale aufweisen. Der Begriff wird sowohl in der Cytogenetik als auch in der Genomik verwendet, wobei der Fokus jeweils unterschiedlich ist.

In der Cytogenetik bezeichnet man oft Paare von Chromosomen als Homologengruppen. In diploiden Organismen besitzt jedes Autosom ein homologes Gegenstück, das von einem Elternteil stammt. Diese Homologen paaren sich während der Meiose (Synapsis) und können Austauschereignisse durch Crossing-over zeigen, was zur genetischen Variation in den Geschlechtszellen führt. Die Homologengruppen bleiben nach der Reorganisation der Chromosomen in der Zelle erkennbar und bilden die Grundlage für korrekte Segregation während der Zellteilung.

In der Genomik und Molekulargenetik spricht man zusätzlich von Homologengruppen im Sinn von Genfamilien, die aus einem gemeinsamen Vorfahren hervorgegangen sind. Dabei unterscheidet man oft zwischen Orthologen (Gene in verschiedenen Arten, die genealogisch verwandten Ursprung haben und in der Regel ähnliche Funktionen behalten) und Paralogen (Duplikate innerhalb eines Genoms). Homologengruppen werden durch Sequenzähnlichkeit, multiple Alignment-Analysen und phylogenetische Rekonstruktion identifiziert und in Datenbanken als Orthogruppen oder verwandte Cluster zusammengefasst.

Homologengruppen sind ein zentrales Konzept zur Untersuchung evolutionärer Beziehungen, zur Genomannotation und zur vergleichenden Genomik. Sie helfen, Funktionsbeziehungen von Genen zu verstehen und die Geschichte von Genfamilien nachzuvollziehen.