Η γονιδιακή ενίσχυση, γνωστή και ως γονιδιακός διπλασιασμός ή χρωμοσωμικός διπλασιασμός, είναι μια κυτταρική διαδικασία κατά την οποία παράγονται πολλαπλά αντίγραφα ενός γονιδίου. Το αποτέλεσμα είναι μια ενίσχυση του φαινοτύπου, ή του εκφραζόμενου χαρακτηριστικού, που σχετίζεται με το γονίδιο. Αυτό συμβαίνει συνήθως λόγω σοβαρού γενετικού ελαττώματος σε ένα κύτταρο ή μια ομάδα κυττάρων. Η γονιδιακή ενίσχυση έχει σοβαρές επιπτώσεις στην εξελικτική ιστορία καθώς και στην αντίσταση στα φάρμακα στα καρκινικά κύτταρα και αποτελεί μείζον θέμα στη βιολογία για πολλούς πρόσθετους λόγους.
Οι περισσότερες περιπτώσεις γονιδιακής ενίσχυσης συμβαίνουν κατά τη διάρκεια ενός σφάλματος στον ομόλογο ανασυνδυασμό, όταν δύο παρόμοιες έλικες DNA ανταλλάσσουν γενετικές πληροφορίες. Αυτό συμβαίνει κατά τη διάρκεια πολλών γενετικών διεργασιών, αλλά είναι πιο διαδεδομένο στη μείωση, με την οποία παράγονται και αναδιπλασιάζονται τα σεξουαλικά κύτταρα. Τα ρετροτρανσποζόνια συμβάλλουν επίσης στον διπλασιασμό των γονιδίων. είναι γενετικά στοιχεία που είναι ικανά να ενισχύονται. Τα διπλά γονίδια είναι επιρρεπή σε μετάλλαξη, καθώς οι μεταλλάξεις των αντιγραμμένων γονιδίων γενικά δεν μειώνουν την υγεία του οργανισμού ξενιστή.
Ενώ η σημασία του για την εξέλιξη συζητείται, πολλοί πιστεύουν ότι η γονιδιακή ενίσχυση είναι μια εξαιρετικά σημαντική πτυχή της εξελικτικής ιστορίας. Ορισμένα στοιχεία υποδηλώνουν ότι ολόκληρο το γονιδίωμα της ζύμης, το άθροισμα όλων των γενετικών πληροφοριών της ζύμης, παρουσίασε ένα γεγονός διπλασιασμού γονιδίων σε σχετικά πρόσφατη ιστορία. Τα φυτά τείνουν να υφίστανται γονιδιακή ενίσχυση πιο συχνά από τα ζώα. Το σιτάρι, για παράδειγμα, είναι εξαπλοειδές και περιέχει έξι πλήρη αντίγραφα του γονιδιώματός του. Όταν τα γονίδια ενισχύονται και τα χαρακτηριστικά ενισχύονται, τα ενισχυμένα χαρακτηριστικά κληρονομούνται από τους απογόνους και μεταβιβάζονται στις επόμενες γενιές. αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο στην εξέλιξη.
Ωστόσο, δεν έχουν όλες οι γονιδιακές ενισχύσεις μεγάλη σημασία για την εξέλιξη. Μερικές φορές, το ενισχυμένο χαρακτηριστικό πεθαίνει με τον μοναδικό οργανισμό που βιώνει τον διπλασιασμό του γονιδίου. Αυτό συμβαίνει όταν ένα γονίδιο υπερεκφράζεται και το χαρακτηριστικό για το οποίο κωδικοποιεί εκφράζεται σε επίπεδο που είναι ανθυγιεινό για τον οργανισμό. Μπορεί επίσης να συμβεί όταν ο διπλασιασμός συμβαίνει σε ένα σωματικό κύτταρο και όχι σε ένα σεξουαλικό κύτταρο. Η γενετική πληροφορία στα σωματικά κύτταρα δεν μεταβιβάζεται στους απογόνους, επομένως δεν εμφανίζεται στις επόμενες γενιές.
Μία από τις πιο ευρέως εξετασμένες πτυχές της γονιδιακής ενίσχυσης είναι ο ρόλος της στην αντοχή στα φάρμακα σε ορισμένες ασθένειες. Τα καρκινικά κύτταρα, για παράδειγμα, συχνά εκφράζουν σημαντική αντοχή στο φάρμακο λόγω της ενίσχυσης του γονιδίου που εμποδίζει τα καρκινικά κύτταρα να απορροφήσουν πλήρως τα χημειοθεραπευτικά φάρμακα. Συγκεκριμένα, η ενίσχυση λαμβάνει χώρα σε ένα γονίδιο που κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη που είναι σε θέση να αντλεί επιλεκτικά υλικά από τα καρκινικά κύτταρα. Αυτή η πρωτεΐνη τείνει να αντλεί χημειοθεραπευτικούς παράγοντες έξω από το κύτταρο, εξουδετερώνοντας αποτελεσματικά τη θεραπεία σε πολλές περιπτώσεις.
Λόγω του ρόλου της τόσο στην υγεία όσο και στην επιστήμη, η γονιδιακή ενίσχυση θεωρείται από πολλούς ότι αποτελεί μείζον μέλημα στον τομέα της βιολογίας. Περαιτέρω πληροφορίες σχετικά με το θέμα θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε σημαντικές ανακαλύψεις στη μελέτη της προέλευσης πολλών ειδών και πολλών χαρακτηριστικών που διαθέτουν αυτά τα είδη. Θα μπορούσε επίσης να οδηγήσει σε θεραπεία σε μια σημαντική ασθένεια που έχει στοιχίσει εκατομμύρια ζωές: τον καρκίνο.