Qu'est-ce que la duplication de gènes?

La duplication génique est le processus par lequel un chromosome ou une partie de l’ADN est dupliqué, donnant lieu à une copie supplémentaire d’un gène. La duplication génique est également appelée duplication chromosomique ou amplification génique. La duplication, qui signifie doubler, donne deux gènes identiques. L'un de ces gènes, ou les deux, peut évoluer dans le temps par mutations pour créer deux nouveaux gènes différents.

L'acide désoxyribonucléique (ADN) est unique pour chaque organisme et identique dans toutes les cellules qui le composent. Les gènes sont des sections de l'ADN qui déterminent l'hérédité et sont logés dans des sections du corps appelées chromosomes. Cela constitue la composition génétique de tous les organismes.

La duplication des gènes est généralement due à une erreur lors de la méiose. La méiose ne se produit que dans les cellules qui produisent des cellules sexuelles, telles que le sperme et les ovules chez l'homme. Au cours de la méiose, les cellules mères possédant deux copies des chromosomes produisent quatre cellules filles ne contenant chacune qu'une seule copie de chaque chromosome. Ainsi, lors de la reproduction, la cellule créée par la fusion du sperme et de l'ovule aura la bonne quantité d'ADN.

Au cours de la méiose, la duplication de gènes est susceptible de se produire lorsque les chromosomes se croisent et que la recombinaison a lieu. Les brins des chromosomes peuvent se briser et rejoindre le chromosome opposé, de sorte que l'information génétique est transférée d'un chromosome à un autre. Si la recombinaison est inégale ou si elle se produit avec des quantités différentes d'ADN, une duplication peut en résulter.

La duplication des gènes peut également se produire si le chromosome entier est répliqué deux fois. Cette erreur se traduira par l'une des cellules filles ayant une copie supplémentaire du chromosome et tout le matériel génétique supplémentaire. Si cette cellule fusionne avec une autre cellule pendant la reproduction, il est possible que le zygote soit viable ou non.

La dernière façon dont la duplication de gènes peut se produire est la rétrotransposition. Au cours de la rétrotransposition, les séquences d'ADN sont copiées dans l'ARN, puis de nouveau dans l'ADN au lieu d'être traduites en protéines. Il en résulte que des copies supplémentaires de cet ADN sont présentes dans la cellule, qui peuvent rejoindre les chromosomes déjà présents. Tous les gènes trouvés le long de ces séquences d'ADN auront été dupliqués au cours du processus.

Lorsque la duplication de gène se produit, une copie de l'original est créée, appelée gène paralogue. Il est possible que les deux gènes ou l'un des gènes mute, mais ce n'est pas toujours le cas. Au cours de la mutation ou du processus de changement, les gènes peuvent acquérir des fonctions différentes de celles du gène d'origine.

Le gène original peut également muter, formant deux gènes différents du gène original avant la duplication. La duplication de gènes est considérée comme une force motrice dans l’émergence de nouveaux gènes et donc dans les processus biologiques normaux. Les processus de duplication et de mutation de gènes jouent tous deux un rôle clé dans l'évolution.