Geenien päällekkäisyys on prosessi, jolla kromosomi tai osa DNA: sta monistetaan, jolloin saadaan geenistä lisäkopio. Geenien kaksoiskappaleesta käytetään myös nimitystä kromosomiduplikaatio tai geenin monistaminen. Monistaminen, mikä tarkoittaa tuplaamista, johtaa kahteen identtiseen geeniin. Yksi tai molemmat näistä geeneistä voivat muuttua ajan myötä mutaatioiden kautta kahden uuden eri geenin luomiseksi.
Deoksiribonukleiinihappo (DNA) on ainutlaatuinen jokaiselle organismille ja on sama jokaisessa solussa, joka muodostaa tämän organismin. Geenit ovat DNA -osia, jotka määrittävät perinnöllisyyden ja sijaitsevat kromosomeina tunnetuissa kehon osissa. Tämä muodostaa kaikkien organismien geneettisen rakenteen.
Geenien päällekkäisyys johtuu yleensä meioosin aikana tapahtuneesta virheestä. Meioosia esiintyy vain niissä soluissa, jotka tuottavat sukupuolisoluja, kuten siittiöitä ja munia ihmisissä. Meioosin aikana vanhemmat solut, joissa on kaksi kopiota kromosomeista, tuottavat neljä tytärsolua, joissa kussakin on vain yksi kopio kustakin kromosomista. Tämä johtuu siitä, että kun lisääntyminen tapahtuu, siittiön ja munasolun fuusion avulla syntyvässä solussa on oikea määrä DNA: ta.
Meioosin aikana geenien päällekkäisyys tapahtuu todennäköisesti, kun kromosomit risteävät ja rekombinaatio tapahtuu. Kromosomien säikeet voivat rikkoutua ja liittyä vastakkaiseen kromosomiin, jolloin geneettinen informaatio siirretään kromosomista toiseen. Jos rekombinaatio on epätasainen tai se tapahtuu eri määrillä DNA: ta, seurauksena voi olla päällekkäisyys.
Toinen tapa, jolla päällekkäisyys voi tapahtua, on, jos koko kromosomi toistetaan kahdesti. Tämä virhe johtaa siihen, että yhdellä tytärsoluista on ylimääräinen kopio kromosomista ja kaikki ylimääräinen geneettinen materiaali. Jos tämä solu sulautuu toisen solun kanssa lisääntymisen aikana, se voi tai ei voi johtaa elinkelpoiseen tsygoottiin.
Viimeinen tapa, jolla geenien päällekkäisyys voi tapahtua, on uudelleensijoittaminen. Uudelleensiirtämisen aikana DNA -sekvenssit kopioidaan RNA: han ja sitten takaisin DNA: han sen sijaan, että ne käännettäisiin proteiineiksi. Tämä johtaa siihen, että solussa on ylimääräisiä kopioita tästä DNA: sta, joka voi liittyä uudelleen jo olemassa oleviin kromosomeihin. Kaikki näiden DNA -sekvenssien kautta löydetyt geenit on kopioitu prosessissa.
Kun geenien päällekkäisyys tapahtuu, luodaan kopio alkuperäisestä, jota kutsutaan paralogigeeniksi. On mahdollista, että molemmat geenit tai yksi geeneistä muuttuvat, mutta näin ei aina ole. Mutaatio- tai muutosprosessin aikana geenit voivat hankkia erilaisia toimintoja kuin alkuperäinen geeni.
Alkuperäinen geeni voi myös muuttua muodostaen kaksi geeniä, jotka eroavat alkuperäisestä geenistä ennen päällekkäisyyttä. Geenien päällekkäisyyden katsotaan olevan liikkeellepaneva voima uusien geenien syntymisessä ja siten muutoksissa normaaleissa biologisissa prosesseissa. Geenimutaatioprosesseilla ja kaksoiskappaleilla on molemmat keskeinen rooli evoluutiossa.