基因家族分析（0）：概念明晰

说明：

在最近的学习中完成了对基因家族分析流程的熟悉，因此想借助平台记录自己的学习过程。由于对基因组学只是刚刚入门，还存在很多不熟悉的东西，因此若存在理解错误的地方，欢迎交流讨论。

基因家族：

在这里，我就按照教科书标准体系去阐述这一专题，仅仅谈谈自己的理解。个人认为对于这个概念的理解一定绕不开曾在大二的生物化学学到过的旁系同源和直系同源基因的概念。这俩玩意儿说实话一开始理解起来挺吃力的，根源在于他们的修饰词上。用通俗的话讲，当时的我认为旁系的旁那不就是指不同物种间，直系自然是同一物种间。但接触他们的定义时，却发现恰恰相反。

在对下面这张图以及各大论坛的大神的话思考很久后，我大概有了这种理解：“旁”可能得理解为在旁边，意为物种内由于各种因素的影响（在进化过程中我觉得大部分情况下是为了适应环境，详见后文）下基因的骚操作给自己

图一：旁系与直系同源

整出了一堆哥们儿来，就在漫长的DNA分子链上陪伴自己，执行任务，大家都是相亲相爱的一家族人。不知大伙看过《权力的游戏》没有，比如上面这个血红蛋白家族就像是史塔克家族。大家都秉承着史塔克家族的荣耀，守护北境，但是有些人成为了守夜人，有人成为了三眼乌鸦的继承人，大伙都是一个妈生的，最后走向不同，这也就体现了旁系同源的特点。直系同源大体可以把它理解为在新物种形成时继续保留了原有功能的基因，这可能是为了偷懒，就像是你使用数学公式一样，一般很少有人在使用高斯定理前先写上它的证明过程吧？直接拿过来用，至于怎么变式以适应解题需要是得考虑的，但还是那个模样，所谓万变不离其宗。

在了解了上面俩概念后，基因家族也就呼之欲出了。我认为对于这个词值得关注的有这么几点：

1.序列的相似性。这应该是一切对于这个家族生信分析的基础，是分析成立的根本。没有这个论点一切关于基因家族建立的数学模型都是空中楼阁，所以这是最重要的。

2.功能相似性、相异化或无功能化。同一基因家族的基因按照常理来讲应当具备相似功能，毕竟一级结构影响二、三级结构，结构又与功能密切相关。个人认为这种功能的重复性对于生物体是挺有好处的，一方面当某个成员的基因发生突变无法表达了，还有其它成员帮它填坑，另一方面是适应生物体形体增大以实现不同组织的特异性表达，不同组织可能需要基因去发展一些额外技能，你总不能让一个基因抗这么多担子呀，不是谁都有一个uncle ben的，所以发展了一个家族的成员。当然，由于突变的累积（如非同义突变等），有些基因可能就不干了，开始摸鱼了，五险一金保证不了那怎么行？

3.数量变化可多可少。基因家族的成员并非随着进化而增多，有可能在进化过程中会减少。有时候并不是人多才好，适合的才重要。