How Duplicate Genes Shape Evolution

Gene duplication helps drive evolution by creating extra copies of DNA that can change over time. The seminal work of Ohno in 1970 helped popularize this idea. DNA sequence comparisons show that many genes in bacteria, archaebacteria, and eukaryotes came from duplication and later divergence, which makes this process importa...

基因重复是指编码基因的DNA区域发生复制，在同一基因组内产生额外拷贝的过程。这些基因的重复拷贝——称为旁系同源基因（paralogs），之后可能发生突变，并以以下某种方式产生分歧。

首先是假基因的形成。在此过程中，一个基因旁系同源物可能获得有害突变，从而转变为一种无功能的拷贝，称为假基因。

第二种是亚功能化，即两个旁系同源基因在不同的蛋白质编码区或外显子中分别获得突变，从而将原始基因的功能分配给两者。然而，这两个旁系同源基因的蛋白质产物相互补充，共同表现出原始基因的功能。

例如，在原始鱼类和海洋动物中，单链珠蛋白作为血液中携带氧气的分子。

在进化过程中，珠蛋白基因发生复制并进一步亚功能化，形成两个略有不同的基因，分别编码α-珠蛋白...