O que é duplicação de genes?
A duplicação de genes é o processo pelo qual um cromossomo ou uma porção do DNA é duplicado, resultando em uma cópia adicional de um gene. A duplicação de genes também é referida como duplicação cromossômica ou amplificação de genes. A duplicação, que significa dobrar, resulta em dois genes idênticos. Um ou ambos os genes podem mudar ao longo do tempo através de mutações para criar dois novos genes diferentes.
O ácido desoxirribonucléico (DNA) é único para cada organismo e é o mesmo em todas as células que compõem esse organismo. Os genes são seções do DNA que determinam a hereditariedade e estão alojadas em seções do corpo conhecidas como cromossomos. Isso compõe a composição genética de todos os organismos.
A duplicação de genes geralmente ocorre devido a um erro durante a meiose. A meiose ocorre apenas nas células que produzem células sexuais, como esperma e óvulos em humanos. Durante a meiose, as células-mãe com duas cópias dos cromossomos produzem quatro células-filha, cada uma com apenas uma cópia de cada cromossomo. Isso ocorre para que, quando a reprodução ocorra, a célula criada pela fusão do esperma e do óvulo tenha a quantidade correta de DNA.
Durante a meiose, é provável que ocorra duplicação de genes quando os cromossomos se cruzam e ocorre recombinação. As cadeias dos cromossomos podem se quebrar e se unir ao cromossomo oposto, de modo que a informação genética é movida de um cromossomo para outro. Se a recombinação for desigual ou ocorrer com quantidades diferentes de DNA, poderá ocorrer duplicação.
Outra maneira pela qual a duplicação de genes pode ocorrer é se o cromossomo inteiro for replicado duas vezes. Esse erro resultará em uma das células filhas com uma cópia extra do cromossomo e todo o material genético extra. Se esta célula se fundir com outra célula durante a reprodução, poderá ou não resultar em um zigoto viável.
A última maneira que a duplicação de genes pode ocorrer é através da retrotransposição. Durante a retrotransposição, as seqüências de DNA são copiadas para o RNA e, em seguida, retornam ao DNA, em vez de serem traduzidas em proteínas. Isso resulta em cópias extras desse DNA presentes na célula, que podem se unir aos cromossomos que já estão presentes. Quaisquer genes encontrados ao longo dessas seqüências de DNA serão duplicados no processo.
Quando ocorre a duplicação de genes, é criada uma cópia do original, denominada gene paralog. É possível que ambos ou um dos genes sofra mutação, porém esse nem sempre é o caso. Durante o processo de mutação ou alteração, os genes podem adquirir funções diferentes do gene original.
O gene original também pode sofrer mutação, formando dois genes diferentes do gene original antes da duplicação. A duplicação de genes é considerada uma força motriz no surgimento de novos genes e, portanto, mudanças nos processos biológicos normais. Os processos de duplicação e mutação de genes desempenham papéis-chave na evolução.