การทำสำเนายีนคืออะไร?

การทำสำเนายีนเป็นกระบวนการที่โครโมโซมหรือส่วนหนึ่งของดีเอ็นเอทำซ้ำส่งผลให้สำเนาของยีนเพิ่มเติม การทำสำเนายีนนั้นเรียกว่าการทำสำเนาโครโมโซมหรือการขยายยีน การทำสำเนาซึ่งหมายถึงการเพิ่มเป็นสองเท่าส่งผลให้มียีนที่เหมือนกันสองตัว ยีนเหล่านี้หนึ่งหรือทั้งคู่อาจเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาผ่านการกลายพันธุ์เพื่อสร้างยีนใหม่ที่แตกต่างกันสองยีน

Deoxyribonucleic acid (DNA) นั้นมีลักษณะเฉพาะสำหรับสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดและมีความเหมือนกันในทุกเซลล์ที่ประกอบกันเป็นสิ่งมีชีวิตนั้น ยีนเป็นส่วนของ DNA ที่กำหนดลักษณะทางพันธุกรรมและตั้งอยู่ในส่วนของร่างกายที่เรียกว่าโครโมโซม สิ่งนี้ประกอบไปด้วยการแต่งพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด

การทำสำเนายีนมักเกิดขึ้นเนื่องจากข้อผิดพลาดระหว่างไมโอซิส ไมโอซิสเกิดขึ้นเฉพาะในเซลล์เหล่านั้นที่ผลิตเซลล์เพศเช่นสเปิร์มและไข่ในมนุษย์ ในระหว่างไมโอซิสเซลล์หลักที่มีโครโมโซมสองชุดจะสร้างเซลล์ลูกสาวสี่เซลล์ซึ่งแต่ละเซลล์มีโครโมโซมเพียงสำเนาเดียวเท่านั้น นี่คือเมื่อเกิดการสืบพันธุ์เซลล์ที่ถูกสร้างขึ้นโดยการรวมตัวของสเปิร์มและไข่จะมีปริมาณดีเอ็นเอที่ถูกต้อง

ระหว่างไมโอซิสการทำสำเนาของยีนน่าจะเกิดขึ้นเมื่อโครโมโซมข้ามและเกิดการรวมตัวกันอีกครั้ง เส้นของโครโมโซมสามารถแบ่งและกลับไปที่โครโมโซมตรงกันข้ามเพื่อให้ข้อมูลทางพันธุกรรมถูกย้ายจากโครโมโซมหนึ่งไปยังอีกโครโมโซมหนึ่ง หากการรวมตัวกันไม่เท่ากันหรือเกิดขึ้นกับ DNA ที่แตกต่างกันจำนวนมากการทำซ้ำอาจส่งผล

อีกวิธีหนึ่งที่การทำสำเนายีนสามารถเกิดขึ้นได้คือถ้าโครโมโซมทั้งหมดถูกจำลองแบบสองครั้ง ข้อผิดพลาดนี้จะส่งผลให้หนึ่งในเซลล์ลูกสาวมีโครโมโซมพิเศษและวัสดุทางพันธุกรรมพิเศษทั้งหมด หากเซลล์นี้หลอมรวมกับเซลล์อื่นในระหว่างการทำสำเนาเซลล์นั้นอาจมีหรือไม่มีผลต่อตัวอ่อน

วิธีสุดท้ายที่การทำสำเนายีนสามารถเกิดขึ้นได้คือผ่านการส่งผ่านซ้ำ ในระหว่าง retrotransposition ลำดับของดีเอ็นเอจะถูกคัดลอกไปยัง RNA แล้วกลับไปที่ DNA แทนที่จะถูกแปลเป็นโปรตีน ส่งผลให้สำเนาพิเศษของ DNA นั้นมีอยู่ภายในเซลล์ซึ่งสามารถเข้าร่วมกับโครโมโซมที่มีอยู่แล้ว ยีนที่พบตามลำดับดีเอ็นเอเหล่านี้จะถูกทำซ้ำในกระบวนการ

เมื่อการทำสำเนายีนเกิดขึ้นจะมีการสร้างสำเนาของต้นฉบับขึ้นซึ่งเรียกว่ายีน paralog มีความเป็นไปได้ว่าทั้งสองหรือยีนอย่างใดอย่างหนึ่งจะกลายพันธุ์ แต่ก็ไม่ได้เป็นเช่นนั้นเสมอไป ในระหว่างกระบวนการกลายพันธุ์หรือเปลี่ยนแปลงยีนอาจได้รับฟังก์ชั่นที่แตกต่างจากยีนดั้งเดิม

ยีนดั้งเดิมยังอาจกลายพันธุ์ทำให้เกิดยีนสองตัวที่แตกต่างจากยีนดั้งเดิมก่อนทำซ้ำ การทำสำเนายีนถือเป็นแรงผลักดันในการเกิดขึ้นของยีนใหม่และการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการทางชีววิทยาปกติ กระบวนการของการทำสำเนายีนและการกลายพันธุ์ทั้งสองมีบทบาทสำคัญในการวิวัฒนาการ