Khuếch đại gen là gì?

Sự khuếch đại gen, còn được gọi là sao chép gen hoặc trùng lặp nhiễm sắc thể, là một quá trình tế bào trong đó nhiều bản sao của gen được tạo ra.Kết quả là sự khuếch đại của kiểu hình, hoặc biểu hiện đặc điểm, liên quan đến gen.Điều này thường xảy ra do lỗ hổng di truyền nghiêm trọng trong một tế bào hoặc nhóm tế bào.Sự khuếch đại gen có ý nghĩa nghiêm trọng đối với lịch sử tiến hóa cũng như kháng thuốc trong các tế bào ung thư, và đó là mối quan tâm lớn trong sinh học vì nhiều lý do bổ sung. Hầu hết các trường hợp khuếch đại gen xảy ra trong quá trình tái tổ hợp tương đồng, khi hai chuỗi tương tựcủa DNA trao đổi thông tin di truyền.Điều này xảy ra trong nhiều quá trình di truyền, nhưng phổ biến nhất trong bệnh teo cơ, qua đó các tế bào giới tính được sản xuất và nhân rộng.Retrotranspose cũng góp phần sao chép gen;Chúng là các yếu tố di truyền có khả năng khuếch đại bản thân.Các gen trùng lặp dễ bị đột biến, vì đột biến của các gen được sao chép thường không làm mất đi sức khỏe của sinh vật chủ.

Trong khi tầm quan trọng của nó đối với sự tiến hóa được tranh luận, nhiều người tin rằng khuếch đại gen là một khía cạnh cực kỳ quan trọng của lịch sử tiến hóa.Một số bằng chứng cho thấy rằng toàn bộ bộ gen nấm men, tổng số của tất cả các thông tin di truyền của nấm men, đã trải qua một sự kiện trùng lặp gen trong lịch sử tương đối gần đây.Thực vật có xu hướng trải qua khuếch đại gen phổ biến hơn động vật.Lúa mì, ví dụ, là hexaploid, chứa sáu bản sao hoàn chỉnh của bộ gen của nó.Khi các gen được khuếch đại và các đặc điểm được tăng cường, các đặc điểm được tăng cường được di truyền bởi con cái và truyền cho các thế hệ tiếp theo;Đây là một sự xem xét rất đáng kể trong quá trình tiến hóa. Tuy nhiên, không phải tất cả các khuếch đại gen đều có ý nghĩa lớn đối với sự tiến hóa.Đôi khi, đặc điểm khuếch đại chết với các sinh vật duy nhất trải nghiệm sự trùng lặp gen.Điều này xảy ra khi một gen được biểu hiện quá mức và đặc điểm mà nó mã hóa được thể hiện đến một mức độ không lành mạnh đối với sinh vật.Nó cũng có thể xảy ra khi sự trùng lặp xảy ra trong một tế bào soma chứ không phải trong một tế bào giới tính.Thông tin di truyền trong các tế bào soma không được truyền lại cho con cái, do đó nó không xuất hiện ở các thế hệ sau. Một trong những khía cạnh được kiểm tra rộng rãi nhất về khuếch đại gen là vai trò của nó trong kháng thuốc trong một số bệnh.Các tế bào ung thư, ví dụ, thường biểu hiện khả năng kháng thuốc đáng kể do khuếch đại gen ngăn chặn các tế bào ung thư hấp thụ hoàn toàn các thuốc hóa trị liệu.Cụ thể, sự khuếch đại xảy ra trong một gen mã hóa cho một protein có khả năng bơm có chọn lọc các vật liệu ra khỏi các tế bào ung thư.Protein này có xu hướng bơm các tác nhân hóa trị liệu ra khỏi tế bào, trung hòa hiệu quả việc điều trị trong nhiều trường hợp. Vì vai trò của nó ở cả sức khỏe và khoa học, khuếch đại gen được nhiều người coi là mối quan tâm lớn đối với lĩnh vực sinh học.Thông tin thêm về chủ đề này có thể dẫn đến những đột phá lớn trong nghiên cứu về nguồn gốc của nhiều loài và nhiều đặc điểm mà những loài đó sở hữu.Nó cũng có thể dẫn đến một cách chữa trị cho một căn bệnh lớn đã cướp đi hàng triệu mạng sống: ung thư.