Paraloge Gene entstehen durch Duplikation eines Gens oder Chromosomenabschnitts. Sie haben eine hohe Übereinstimmung in ihrer Basensequenz und bilden innerhalb eines Organismus eine Genfamilie.
Die Genkopien sind anfangs identisch, können sich aber fortan unterschiedlich entwickeln. Da eine Genkopie ausreicht, um die Aufgaben in der Zelle zu erfüllen, steht die andere Genkopie unter geringerem negativem Selektionsdruck.
Es gibt vier mögliche Szenarien:
1. beide Kopien behalten das gleiche Expressionsmuster und die gleiche Proteinfunktion;
2. die ursprüngliche Genfunktion wird zwischen beiden Genkopien aufgeteilt, jede ist dann nur noch für einen Teil der ursprünglichen Aufgabe verantwortlich (Subfunktionalisierung);
3. eine oder beide Genkopien verändern ihr Expressionsmuster, sie behalten also ihre ursprüngliche Funktion, unterscheiden sich aber dadurch, wann und wo sie abgelesen werden (regulatorische Neufunktionalisierung) oder
4. eine oder beide Genkopien verändern durch eine Mutation ihre Proteinfunktion (kodierende Neufunktionalisierung).
Wenn eine Polyploidie der Grund für das Entstehen der paralogen Gene ist, wird der Ausdruck homöologe Gene bevorzugt verwendet.