Genduplicering är den process genom vilken en kromosom eller en del av DNA dupliceras, vilket resulterar i en ytterligare kopia av en gen. Genduplicering kallas också för kromosomal duplicering eller genamplifiering. Duplicering, vilket betyder att fördubbla, resulterar i två identiska gener. En eller båda av dessa gener kan förändras över tiden genom mutationer för att skapa två nya olika gener.
Deoxiribonukleinsyra (DNA) är unik för varje organism och är densamma i varje cell som utgör den organismen. Gener är delar av DNA som bestämmer ärftlighet och är inrymda i delar av kroppen som kallas kromosomer. Detta utgör den genetiska sammansättningen av alla organismer.
Genduplicering uppstår 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 bara har en kopia av varje kromosom. Detta för att när reproduktion sker kommer cellen som skapas genom sammansmältningen av spermier och ägg att ha rätt mängd DNA.
Under meios kommer genduplicering sannolikt att inträffa när kromosomerna korsar varandra och rekombination sker. Kromosomernas strängar kan gå sönder och återförenas med 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 duplicering resultera.
Ett annat sätt att duplicering kan ske 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 denna cell smälter samman med en annan cell under reproduktion, kan det eller inte kan resultera i en livskraftig zygot.
Det sista sättet som genduplicering kan ske är genom retrotransposition. Under retrotransposition kopieras sekvenser av DNA till RNA och sedan tillbaka till DNA istället för att översättas till proteiner. Detta resulterar i att extra kopior av detta DNA finns i cellen, som kan återförenas med de kromosomer som redan finns. Alla gener som hittas längs dessa DNA-sekvenser kommer att ha duplicerats i processen.
När genduplicering sker skapas en kopia av originalet, vilket kallas en paraloggen. Det är möjligt att båda eller en av generna kommer att mutera, men det är inte alltid fallet. Under mutations- eller förändringsprocessen kan gener få funktioner som är annorlunda än den ursprungliga genen.
Den ursprungliga genen kan också mutera och bilda två gener som skiljer sig från den ursprungliga genen före duplicering. Genduplicering anses vara en drivkraft i uppkomsten av nya gener och därmed förändringar i normala biologiska processer. Processerna för genmutation och duplicering spelar båda nyckelroller i evolutionen.