Orthologybasierte

Orthologybasierte Ansätze beziehen sich auf Verfahren in der Biologie, die orthologische Bezüge zwischen Genen verwenden, um Funktionen, Annotationen oder Vergleiche zwischen Arten zu unterstützen. Orthologen sind Gene, die aus einem gemeinsamen Vorfahren stammen und typischerweise ähnliche Funktionen behalten, während Paralogie durch Genduplikation entsteht.

Die Feststellung von Orthologie erfolgt durch vergleichende Genomik, Phylogenetik oder Kontextinformationen. Typische Methoden umfassen bidirektionale Best-Best-Hit, Clustering-Verfahren wie OrthoMCL oder phylogenetische Baumkonstruktion, sowie Syntenie-Analysen. Die Zuordnung hängt stark von der Qualität der Genome und der Referenzarten ab.

Anwendungen umfassen die Übertragung funktionaler Annotationen von Modellorganismen auf andere Arten, das Rekonstruieren von Stoffwechselwegen, sowie evolutionäre Studien. In der Praxis helfen orthologybasierte Ansätze, Lücken in Annotationen zu schließen und Hypothesen über Genfunktionen in nicht-modellorganismen zu generieren.

Vorteile: verbesserte Funktionszuordnung, robuster Transfer von Wissen. Herausforderungen: fehlerhafte Orthologenzuweisungen, beeinflusst durch Genomqualität, spezielle Fälle wie Gene dupliziert nach Spezies-Aufspaltung oder horizontalem Gentransfer; Funktion kann auch trotz orthologer Beziehung variieren.

Wichtige Ressourcen und Tools: OrthoDB, eggNOG, OrthoMCL, InParanoid, PANTHER, sowie Werkzeuge wie eggNOG-mapper. Diese Basen liefern Orthologengruppen und Annotationen für verschiedene Spezies.