Семейство генов - это набор из нескольких похожих генов. Они возникают в результате дублирования одного исходного гена. Обычно они имеют схожие биохимические функции. Идея о том, что гены дублируются, почти так же стара, как и наука генетика.
Одним из таких семейств являются гены субъединиц гемоглобина человека. Десять генов находятся в двух кластерах на разных хромосомах, называемых локусами α-глобина и β-глобина. Считается, что эти два кластера генов возникли в результате дублирования гена-предшественника около 500 миллионов лет назад.
Самым большим семейством генов считаются гены обоняния. Еще одна важная группа - гены гомеобокс.
Гены иммунной системы включают несколько семейств генов. Они кодируют основной комплекс гистосовместимости и иммуноглобулины. Толл-подобные рецепторы являются основными сенсорами инфекции у млекопитающих.