Duplikasi gen adalah proses di mana kromosom atau sebagian DNA diduplikasi, menghasilkan salinan gen tambahan. Duplikasi gen juga disebut sebagai duplikasi kromosom atau amplifikasi gen. Duplikasi, yang berarti menggandakan, menghasilkan dua gen yang identik. Satu atau kedua gen ini dapat berubah dari waktu ke waktu melalui mutasi untuk menciptakan dua gen baru yang berbeda.
Asam deoksiribonukleat (DNA) unik untuk setiap organisme dan sama di setiap sel yang membentuk organisme itu. Gen adalah bagian dari DNA yang menentukan keturunan dan ditempatkan di bagian tubuh yang dikenal sebagai kromosom. Ini membentuk susunan genetik semua organisme.
Duplikasi gen biasanya terjadi karena kesalahan selama meiosis. Meiosis hanya terjadi pada sel-sel yang menghasilkan sel kelamin, seperti sperma dan telur pada manusia. Selama meiosis, sel induk dengan dua salinan kromosom menghasilkan empat sel anak yang masing-masing hanya memiliki satu salinan untuk setiap kromosom. Ini agar ketika reproduksi terjadi, sel hasil peleburan sperma dan sel telur akan memiliki jumlah DNA yang benar.
Selama meiosis, duplikasi gen mungkin terjadi ketika kromosom bersilangan dan rekombinasi terjadi. Untaian kromosom dapat putus dan bergabung kembali dengan kromosom yang berlawanan, sehingga informasi genetik dipindahkan dari satu kromosom ke kromosom lainnya. Jika rekombinasi tidak sama, atau terjadi dengan jumlah DNA yang berbeda, duplikasi dapat terjadi.
Cara lain duplikasi dapat terjadi adalah jika seluruh kromosom direplikasi dua kali. Kesalahan ini akan mengakibatkan salah satu sel anak memiliki salinan ekstra kromosom dan semua materi genetik tambahan. Jika sel ini menyatu dengan sel lain selama reproduksi, mungkin atau mungkin tidak menghasilkan zigot yang layak.
Cara terakhir agar duplikasi gen dapat terjadi adalah melalui retrotransposisi. Selama retrotransposisi, urutan DNA disalin ke RNA dan kemudian kembali ke DNA alih-alih diterjemahkan menjadi protein. Ini menghasilkan salinan tambahan dari DNA yang ada di dalam sel, yang dapat bergabung kembali dengan kromosom yang sudah ada. Setiap gen yang ditemukan di sepanjang urutan DNA ini akan diduplikasi dalam prosesnya.
Ketika duplikasi gen terjadi, salinan asli dibuat, yang disebut gen paralog. Ada kemungkinan bahwa kedua atau salah satu gen akan bermutasi, namun tidak selalu demikian. Selama proses mutasi atau perubahan, gen dapat memperoleh fungsi yang berbeda dari gen aslinya.
Gen asli juga dapat bermutasi, membentuk dua gen yang berbeda dari gen asli sebelum duplikasi. Duplikasi gen dianggap sebagai kekuatan pendorong munculnya gen baru dan dengan demikian mengubah proses biologis normal. Proses mutasi dan duplikasi gen keduanya memainkan peran kunci dalam evolusi.