genomkopiering

Genomkopiering är processen att duplicera ett organisms genetiska material så att varje cell inför nästa delning får en identisk uppsättning kromosomer. Inom molekylärbiologin används termen främst för DNA-replikationen som sker inför celldelning. Hos eukaryota celler påbörjas replikationen i S-fasen och sker via flera replixationsorigin längs varje kromosom. Enzymer som helicas och DNA-polymeraser bryter, syntetiserar och sammanfogar nya DNA-strängar. Replikationen övervakas av cellcykelkontroller, och fel kan leda till mutationer eller genome instability.

Genomkopiering används också i en bredare mening för att beskriva helgenomduplication eller polyploidi, där hela genomet kopieras. Detta förekommer särskilt i växter men även i vissa djurgrupper. Autopolyploidi uppstår när en art duplicerar sitt eget genom; allopolyploidi uppstår när två arter hybridiserar och därefter kopierar genomet. Efter en sådan händelse uppkommer oftast redundans i generna, vilket kan ge upphov till förändrad gen-dos och nya funktioner genom subfunktionalisering eller neofunktionalitet. Med tiden kan delar av genomet förloras eller omarrangeras, vilket stabiliserar genomet.

Historiskt har helgenomduplication varit en viktig drivkraft i evolutionen. Växter visar särskilt frekventa WGDs, vilket har bidragit till ökad mångfald och anpassning. Inom ryggradsdjuren finns teorier om två tidiga helgenomduplicationsrundor (2R) i vertebrat evolution, som kan ha bidragit till större biologisk komplexitet. Teleostfiskarna uppvisar dessutom en oberoende tredje WGD.