Vad är genduplikering?

Genduplikation är processen genom vilken en kromosom eller en del av DNA dupliceras, vilket resulterar i en ytterligare kopia av en gen. Genduplikation kallas också kromosomal duplikation eller genamplifiering. Duplicering, vilket betyder att fördubbla, resulterar i två identiska gener. En eller båda dessa gener kan förändras över tid genom mutationer för att skapa två nya olika gener.

Deoxyribonukleinsyra (DNA) är unik för varje organisme och är densamma i varje cell som utgör den organismen. Gener är delar av DNA som bestämmer ärftlighet och ligger i delar av kroppen känd som kromosomer. Detta utgör den genetiska sammansättningen av alla organismer.

Genduplikation inträffar vanligtvis på grund av ett fel under meios. Meios förekommer endast i de celler som producerar könsceller, såsom spermier och ägg hos människor. Under meios producerar förälderceller med två kopior av kromosomerna fyra dotterceller som var och en endast har en kopia av varje kromosom. Detta är så att när reproduktionen sker kommer den cell som skapas genom sammansmältningen av spermierna och ägget att ha rätt mängd DNA.

Under meios kan genduplikation sannolikt ske när kromosomer passerar över och rekombination sker. Strängarna på kromosomerna kan gå sönder och återgå till den motsatta kromosomen, så att genetisk information flyttas från en kromosom till en annan. Om rekombinationen är ojämlik, eller det händer med olika mängder DNA, kan dubblering uppstå.

Ett annat sätt att gentuplikation kan uppstå är om hela kromosomen replikeras två gånger. Detta fel kommer att resultera i att en av dottercellerna har en extra kopia av kromosomen och allt extra genetiskt material. Om den här cellen smälter samman med en annan cell under reproduktionen kan den eller inte leda till en livskraftig zygot.

Det sista sättet att gentuplikation kan ske är genom retrotransposition. Under retrotransposition kopieras DNA-sekvenser till RNA och sedan tillbaka till DNA istället för att översättas till proteiner. Detta resulterar i att extra kopior av det DNA finns i cellen, vilket kan gå tillbaka till de kromosomer som redan finns. Alla gener som hittas längs dessa DNA-sekvenser kommer att ha duplicerats i processen.

När gentuplikation inträffar skapas en kopia av originalet, som kallas en paralog-gen. Det är möjligt att båda eller en av generna kommer att muteras, men det är inte alltid fallet. Under mutationen eller förändringsprocessen kan gener förvärva funktioner som skiljer sig från den ursprungliga genen.

Den ursprungliga genen kan också muteras och bilda två gener som skiljer sig från den ursprungliga genen före duplicering. Genduplikation anses vara en drivkraft för uppkomsten av nya gener och därmed förändringar i normala biologiska processer. Processerna för gentuplikation och mutation spelar båda viktiga roller i evolutionen.