Hvad er genforstærkning?
Genamplifikation, også kendt som gentuplikation eller kromosomal duplikation, er en cellulær proces, hvor flere kopier af et gen produceres. Resultatet er en amplifikation af fænotypen, eller udtrykt egenskab, der er forbundet med genet. Dette forekommer normalt på grund af en alvorlig genetisk fejl i en celle eller gruppe af celler. Genamplifikation har alvorlige konsekvenser for evolutionshistorien såvel som for lægemiddelresistens i kræftceller, og det er et stort problem inden for biologi af mange yderligere grunde.
De fleste tilfælde af genamplifikation forekommer under en fejl i homolog rekombination, når to lignende DNA-strenge udveksler genetisk information. Dette sker under mange genetiske processer, men er mest udbredt i meiose, hvorved kønsceller produceres og replikeres. Retrotransposoner bidrager også til gentuplikation; de er genetiske elementer, der er i stand til at forstærke sig selv. De duplikerede gener er tilbøjelige til mutation, da mutationer af de kopierede gener generelt ikke forringer værtsorganismens helbred.
Mens dens betydning for evolution drøftes, mener mange, at genamplifikation er et enormt vigtigt aspekt af evolutionær historie. Nogle bevis tyder på, at hele gærgenomet, opsummeringen af al gærens genetiske information, oplevede en gentuplikationsbegivenhed i relativt nyere historie. Planter har en tendens til at gennemgå genamplifikation mere almindeligt end dyrene gør. Hvede er for eksempel hexaploid, der indeholder seks komplette kopier af dets genom. Når gener forstærkes og træk styrkes, arves de styrkede træk ved afkom og videreføres til efterfølgende generationer; dette er en meget betydelig overvejelse i udviklingen.
Ikke al genamplificering har imidlertid stor betydning for evolutionen. Nogle gange dør den forstærkede egenskab med den enkelte organisme, der oplever gentuplikationen. Dette opstår, når et gen overudtrykkes, og det træk, det koder for, udtrykkes til et niveau, der er usunt for organismen. Det kan også forekomme, når duplikationen finder sted i en somatisk celle i stedet for i en kønscelle. Den genetiske information i somatiske celler overføres ikke til afkom, og de præsenterer sig derfor ikke i senere generationer.
Et af de mest undersøgt aspekter af genamplifikation er dets rolle i lægemiddelresistens i nogle sygdomme. Kræfteceller udtrykker for eksempel ofte betydelig lægemiddelresistens på grund af amplificering af genet, der forhindrer de kræftceller i fuldt ud at absorbere de kemoterapeutiske lægemidler. Specifikt forekommer amplifikation i et gen, der koder for et protein, der er i stand til selektivt at pumpe materialer ud af kræftcellerne. Dette protein har en tendens til at pumpe kemoterapeutiske midler ud af cellen og neutraliserer behandlingen effektivt i mange tilfælde.
På grund af sin rolle i både sundhed og videnskab betragtes genamplifikation af mange for at være et stort problem for biologiens område. Yderligere information om emnet kan føre til store gennembrud i undersøgelsen af oprindelsen af mange arter og af mange træk, som disse arter besidder. Det kan også føre til en kur mod en større sygdom, der har krævet millioner af liv: kræft.