Wat is genduplicatie?

Gentuplicatie is het proces waarmee een chromosoom of een deel van DNA wordt gedupliceerd, wat resulteert in een extra kopie van een gen.Genduplicatie wordt ook wel chromosomale duplicatie of genversterking genoemd.Duplicatie, wat betekent verdubbelen, resulteert in twee identieke genen.Een of beide van deze genen kan in de loop van de tijd veranderen door mutaties om twee nieuwe verschillende genen te creëren.

Deoxyribonucleïnezuur (DNA) is uniek voor elk organisme en is hetzelfde in elke cel die dat organisme vormt.Genen zijn secties van DNA die erfelijkheid bepalen en zijn ondergebracht in delen van het lichaam dat bekend staat als chromosomen.Dit vormt de genetische samenstelling van alle organismen.

Gentuplicatie vindt meestal plaats als gevolg van een fout tijdens meiose.Meiose komt alleen voor in die cellen die geslachtscellen produceren, zoals sperma en eieren bij mensen.Tijdens meiose produceren oudercellen met twee kopieën van de chromosomen vier dochtercellen die elk slechts één kopie van elk chromosoom hebben.Dit is zo dat wanneer de reproductie optreedt, de cel die wordt gecreëerd door de fusie van het sperma en het ei de juiste hoeveelheid DNA zal hebben.

Tijdens meiose zal gentduplicatie waarschijnlijk optreden wanneer chromosomen oversteken en recombinatie optreedt.De strengen van de chromosomen kunnen breken en weer bij het tegenovergestelde chromosoom komen, zodat genetische informatie van het ene chromosoom naar het andere wordt verplaatst.Als de recombinatie ongelijk is, of het gebeurt met verschillende hoeveelheden DNA, kan duplicatie het gevolg zijn.

Een andere manier waarop genduplicatie kan optreden, is als het gehele chromosoom tweemaal wordt gerepliceerd.Deze fout zal ertoe leiden dat een van de dochtercellen een extra kopie van het chromosoom en al het extra genetische materiaal heeft.Als deze cel tijdens de reproductie met een andere cel combineert, kan deze al dan niet resulteren in een levensvatbare zygote.

De laatste manier waarop genduplicatie kan optreden, is door retrotranspositie.Tijdens retrotranspositie worden sequenties van DNA gekopieerd naar RNA en vervolgens terug naar DNA in plaats van te worden vertaald in eiwitten.Dit resulteert in extra kopieën van dat DNA dat aanwezig is in de cel, die zich opnieuw kunnen aansluiten bij de chromosomen die al aanwezig zijn.Alle genen die langs deze sequenties van DNA worden gevonden, zijn in het proces gedupliceerd.

Wanneer genduplicatie optreedt, wordt een kopie van het origineel gemaakt, dat een Paralog -gen wordt genoemd.Het is mogelijk dat beide of een van de genen zullen muteren, maar dat is niet altijd het geval.Tijdens het mutatie- of veranderingsproces kunnen genen functies verwerven die anders zijn dan het oorspronkelijke gen.

Het oorspronkelijke gen kan ook muteren en vormen twee genen die verschillen van het oorspronkelijke gen vóór duplicatie.Genduplicatie wordt beschouwd als een drijvende kracht in de opkomst van nieuwe genen en dus veranderingen in normale biologische processen.De processen van genduplicatie en mutatie spelen beide een belangrijke rol in evolutie.