基因重复
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基因重复或称复制基因(英语:Gene duplication (or chromosomal duplication or gene amplification))是指含有基因的DNA片段发生重复,可能因同源重组作用出错而发生,或是因为反转录转座(retrotransposition)与整个染色体发生重复所导致[1]。不过这些基因的复制品通常可幸免于大自然选择压力,也就是说,这类突变在生物体中一般无负面的影响。不过也因为带了更多基因需要拷贝,也因此过程中发生出错突变的速度高于有功能的单一版本基因。
综上所述,基因重复在演化过程中会扮演重要角色,近百年中受到科学界中许多成员的支持[2]。大野干在1970年的著作《基因重复造成的演化》(Evolution by gene duplication)中发展了这个理论[3]。复制基因在植物尤其重要。因为在植物中,无论是单基因,线粒体,或全基因体,复制是推动其全基因体演化的主要力量[4]。此外科学家认为,酵母菌的整个基因组,在1亿年前经历了重复作用[5]。植物体内也常见基因组的完整重复现象,例如小麦的6倍体,就是6个基因组的复制品。
由基因体复制而来的演化是一种天择的机制,许多新物种因此产生。复制基因被公认为是一种演化的表现,因为它是一个在细胞内随机发生的突变事件,其中的DNA复制品会因此延续,而且所有的基因都在上面,也就是完全的复制。由这种复制而来的两段基因会遗传给在这细胞中全部的后代,而也导致了这段基因比较容易发生再次突变或受到天择。分子演化学的中心学说,说明了几乎每段基因都会因为现有的基因,而受到强烈的天择压力,但复制基因却少受到此压力的影响,因此可以累积许多突变后产生的新功能。