Hva er gen duplisering?
Gen duplisering er prosessen der et kromosom eller en del av DNA blir duplisert, noe som resulterer i en ekstra kopi av et gen. Genduplisering er også referert til som kromosomal duplisering eller genamplifisering. Duplisering, som betyr å doble, resulterer i to identiske gener. Ett eller begge av disse genene kan endre seg over tid gjennom mutasjoner for å skape to nye forskjellige gener.
Deoxyribonucleic acid (DNA) er unik for hver organisme og er den samme i hver celle som utgjør den organismen. Gener er deler av DNA som bestemmer arvelighet og ligger i deler av kroppen kjent som kromosomer. Dette utgjør den genetiske sammensetningen av alle organismer.
Genduplisering oppstår vanligvis på grunn av en feil under meiose. Meiose forekommer bare i de cellene som produserer kjønnsceller, for eksempel sæd og egg hos mennesker. Under meiose produserer foreldreceller med to kopier av kromosomene fire datterceller som hver bare har en kopi av hvert kromosom. Dette er slik at når reproduksjon skjer, vil cellen som er opprettet ved sammensmelting av sæd og egg, ha riktig mengde DNA.
Under meiose kan sannsynligvis gentuplisering skje når kromosomer krysser og rekombinasjon skjer. Strengene til kromosomene kan bryte og bli sammen med det motsatte kromosomet, slik at genetisk informasjon flyttes fra det ene kromosomet til det andre. Hvis rekombinasjonen er ulik, eller det skjer med forskjellige mengder DNA, kan det føre til duplisering.
En annen måte gent duplisering kan oppstå er hvis hele kromosomet blir kopiert to ganger. Denne feilen vil føre til at en av dattercellene får en ekstra kopi av kromosomet og alt det ekstra genetiske materialet. Hvis denne cellen smelter sammen med en annen celle under reproduksjon, kan den eller ikke føre til en levedyktig zygote.
Den siste måten gent duplisering kan skje på er gjennom retrotransposisjon. Under retrotransponering kopieres DNA-sekvenser til RNA og deretter tilbake til DNA i stedet for å bli oversatt til proteiner. Dette resulterer i at ekstra kopier av at DNA er til stede i cellen, som kan gå sammen med kromosomene som allerede er til stede. Eventuelle gener som ble funnet langs disse sekvensene av DNA, vil ha blitt duplisert i prosessen.
Når gentuplisering oppstår, opprettes en kopi av originalen, som kalles et paralog-gen. Det er mulig at begge eller ett av genene vil mutere, men det er ikke alltid tilfelle. Under mutasjons- eller endringsprosessen kan gener skaffe seg funksjoner som er annerledes enn det opprinnelige genet.
Det opprinnelige genet kan også muteres og danne to gener som er forskjellige fra det opprinnelige genet før duplisering. Genduplisering anses å være en pådriver for fremveksten av nye gener og dermed endringer i normale biologiske prosesser. Prosessene med gent duplisering og mutasjon spiller begge sentrale roller i evolusjonen.