Hvad er gentuplikation?
Genduplikation er den proces, hvorved et kromosom eller en del af DNA duplikeres, hvilket resulterer i en yderligere kopi af et gen. Genduplikation kaldes også kromosomal duplikation eller genamplificering. Duplikation, hvilket betyder at fordoble, resulterer i to identiske gener. Én eller begge af disse gener kan ændre sig over tid gennem mutationer for at skabe to nye forskellige gener.
Deoxyribonucleic acid (DNA) er unik for hver organisme og er den samme i hver celle, der udgør denne organisme. Gener er sektioner af DNA, der bestemmer arvelighed og ligger i sektioner af kroppen kendt som kromosomer. Dette udgør den genetiske sammensætning af alle organismer.
Genduplikation forekommer normalt på grund af en fejl under meiose. Meiose forekommer kun i de celler, der producerer kønsceller, såsom sæd og æg hos mennesker. Under meiose producerer forælderceller med to kopier af kromosomerne fire datterceller, som hver kun har en kopi af hvert kromosom. Dette er således, at når reproduktion finder sted, vil cellen, der dannes ved fusion af sæd og æg, have den rigtige mængde DNA.
Under meiose forekommer sandsynligvis gentuplikation, når kromosomer krydser og rekombination finder sted. Trådene på kromosomerne kan bryde og sammenføjes til det modsatte kromosom, så genetisk information flyttes fra det ene kromosom til det andet. Hvis rekombinationen er forskellig, eller den sker med forskellige mængder DNA, kan der opnås duplikation.
En anden måde, at gentuplikation kan forekomme, er, hvis hele kromosomet gentages to gange. Denne fejl resulterer i, at en af dattercellerne får en ekstra kopi af kromosomet og alt det ekstra genetiske materiale. Hvis denne celle smelter sammen med en anden celle under reproduktion, kan den muligvis resultere i en levedygtig zygote.
Den sidste måde, hvorpå genduplikation kan forekomme, er gennem retrotransposition. Under retrotransposition kopieres DNA-sekvenser til RNA og derefter tilbage til DNA i stedet for at blive translateret til proteiner. Dette resulterer i, at ekstra kopier af dette DNA er til stede i cellen, som kan gå sammen med de kromosomer, der allerede er til stede. Eventuelle gener, der findes langs disse DNA-sekvenser, vil være blevet duplikeret under processen.
Når gentuplikation forekommer, oprettes en kopi af originalen, der kaldes et paralog-gen. Det er muligt, at begge eller en af generne muterer, men det er ikke altid tilfældet. Under mutations- eller ændringsprocessen kan gener muligvis få funktioner, der er anderledes end det originale gen.
Det originale gen kan også muteres og danner to gener, der er forskellige fra det originale gen før duplikation. Genduplikation betragtes som en drivende kraft i fremkomsten af nye gener og dermed ændringer i normale biologiske processer. Processerne med gentuplikation og mutation spiller begge nøgleroller i evolutionen.