基因重複
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基因重複或稱複製基因(英語:Gene duplication (or chromosomal duplication or gene amplification))是指含有基因的DNA片段發生重複,可能因同源重組作用出錯而發生,或是因為反轉錄轉座(retrotransposition)與整個染色體發生重複所導致[1]。不過這些基因的複製品通常可倖免於大自然選擇壓力,也就是說,這類突變在生物體中一般無負面的影響。不過也因為帶了更多基因需要拷貝,也因此過程中發生出錯突變的速度高於有功能的單一版本基因。
綜上所述,基因重複在演化過程中會扮演重要角色,近百年中受到科學界中許多成員的支持[2]。大野乾在1970年的著作《基因重複造成的演化》(Evolution by gene duplication)中發展了這個理論[3]。複製基因在植物尤其重要。因為在植物中,無論是單基因,線粒體,或全基因體,複製是推動其全基因體演化的主要力量[4]。此外科學家認為,酵母菌的整個基因組,在1億年前經歷了重複作用[5]。植物體內也常見基因組的完整重複現象,例如小麥的6倍體,就是6個基因組的複製品。
由基因體複製而來的演化是一種天擇的機制,許多新物種因此產生。複製基因被公認為是一種演化的表現,因為它是一個在細胞內隨機發生的突變事件,其中的DNA複製品會因此延續,而且所有的基因都在上面,也就是完全的複製。由這種複製而來的兩段基因會遺傳給在這細胞中全部的後代,而也導致了這段基因比較容易發生再次突變或受到天擇。分子演化學的中心學說,說明了幾乎每段基因都會因為現有的基因,而受到強烈的天擇壓力,但複製基因卻少受到此壓力的影響,因此可以累積許多突變後產生的新功能。