Monozygotická dvojčata nebo Identická dvojčata nastávají, když se jedno vajíčko oplodní a vytvoří jednu zygotu (monozygotiku), která se pak rozdělí na dvě samostatná embrya. Obě embrya se vyvinou v plody sdílející stejnou dělohu. Když se jedno vajíčko oplodní jednou spermií a pak se rozdělí a oddělí, vzniknou dvě identické buňky. V závislosti na stádiu, ve kterém se zygota rozdělí, mohou identická dvojčata sdílet stejnou amnion (v takovém případě jsou známa jako monoamniotická) nebo ne (diamniotická). Diamniotická identická dvojčata mohou sdílet stejnou placentu (známou jako monochorionická) nebo ne (dichorionická). Všechna monoamniotická dvojčata jsou monochorionická. Všimněte si také, že všechna monochorionická nebo monoamniotická dvojčata jsou identická dvojčata. Tento stav se nevyskytuje u bratrských dvojčat.
Čím později v těhotenství dojde k twinningu, tím více struktur bude sdíleno. Zygoty, které jsou dvojčaty v nejranějších fázích, budou diamniotické a dichorionické („di-di“). Twinning mezi 4 až 8 dny po oplodnění obvykle vyústí v monochorionic-diamniotic („mono-di“) dvojčata. Twinning mezi 8 až 12 dny po oplodnění obvykle vyústí v monochorionic-monoamniotic („mono-mono“) dvojčata. Twinning po 12 dnech po oplodnění obvykle vyústí ve spojená dvojčata.
U placentárních druhů mohou dvojčata sdílející stejnou amnion (nebo stejnou amnion a placentu/chorion) způsobit komplikace v těhotenství. Například pupeční šňůry monoamniotických dvojčat se mohou zamotat, což snižuje nebo přerušuje zásobování vyvíjejícího se plodu krví. Asi 50% mono-mono dvojčat umírá na zamotání pupeční šňůry. Monochorionická dvojčata, sdílející jednu placentu, obvykle také sdílejí placentární zásobení krví. U těchto dvojčat může dojít k tomu, že krev prochází neúměrně z jednoho dvojčete do druhého propojením krevních cév v rámci jejich společné placenty, což vede k transfuznímu syndromu z dvojčete na dvojče.
Monozygotická dvojčata jsou geneticky identická (pokud nedošlo k mutaci ve vývoji) a jsou stejného pohlaví. (V extrémně vzácných případech může původní zygota XXY vytvořit monozygotní chlapec/dívka dvojčata tak, že u jednoho z dvojčat upustí chromozom Y a u druhého chromozom X navíc.) Monozygotická dvojčata obecně vypadají podobně. Jemné fyzické detaily, jako jsou otisky prstů, se budou lišit. Jak jednovaječná dvojčata dospívají, často si jsou méně podobná kvůli volbě životního stylu nebo vnějším vlivům.
Pravděpodobnost jediného oplodnění, které vede k identickým dvojčatům, je náhodná událost, nikoli dědičná vlastnost, a je rovnoměrně rozložena ve všech populacích po celém světě. To je ve výrazném kontrastu s bratrským twinningem, které se pohybuje od 1 nebo 2 na tisíc narozených dětí v Japonsku (podobně jako počet identických dvojčat) až po 14 a více na tisíc v některých afrických státech[citace nutná] Přesná příčina rozdělení zygoty nebo embrya není známa.
Studie prokázaly, že identická dvojčata vychovaná v různých prostředích sdílejí podobné osobnostní rysy, manýry, volbu zaměstnání, postoje a zájmy. Tato zjištění přispívají k přesvědčení, že mnohé naše chování je odvozeno od našich genů.
Identická dvojčata mají identickou DNA, ale rozdílné vlivy prostředí v průběhu jejich života ovlivňují, které geny se zapínají nebo vypínají. Tomu se říká epigenetická modifikace. Studie 80 párů lidských dvojčat ve věku od 3 do 74 let ukázala, že nejmladší dvojčata mají relativně málo epigenetických rozdílů. Počet rozdílů mezi identickými dvojčaty se s věkem zvyšuje. Padesátiletá dvojčata měla více než trojnásobek epigenetického rozdílu tříletých dvojčat. Největší rozdíl měla dvojčata, která strávila svůj život odděleně (například ta, která byla adoptována dvěma různými páry rodičů při narození). (Fraga, et al., 2005).
K určení, zda je onemocnění způsobeno genetickými faktory, zkoumají vědci vzorovou dědičnost onemocnění v rodinách. To poskytuje kvalitativní informace o onemocnění (jak se dědí). Klasickým příkladem této metody výzkumu je dědičnost hemofilie v britské královské rodině. V poslední době byl tento výzkum použit k identifikaci genu Apoliprotein E (ApoE) jako genu náchylnosti k Alzheimerově chorobě, i když některé formy tohoto genu – ApoE2 – jsou spojovány s nižší náchylností. K určení, do jaké míry je onemocnění způsobeno genetickými faktory (kvantitativní informace), se používají studie dvojčat. Monozygotická dvojčata jsou geneticky identická a pravděpodobně sdílejí podobné prostředí, zatímco dvojčata dizygotická jsou geneticky podobná a pravděpodobně sdílejí podobné prostředí. Srovnáním výskytu onemocnění (tzv. míra shody) u monozygotických dvojčat s výskytem onemocnění u dvojčat dizygotických lze tedy určit, do jaké míry geny přispívají k onemocnění. Geny kandidujících onemocnění lze identifikovat pomocí řady metod. Jednou z nich je hledání mutantů modelového organismu (např. organismy Mus musculus, Drosophila melanogaster, Caenhorhabditis elegans, Brachydanio rerio a Xenopus tropicalis), které mají podobný fenotyp jako zkoumané onemocnění. Jiným přístupem je hledání segregace genů nebo genetických markerů (např. jednonukleotidový polymorfismus nebo značka exprese) (obr. 2).
Obrázek 2. Genetické markery pomáhají lokalizovat gen nemoci
Velké množství SNP rozmístěných v celém genomu bylo nedávno identifikováno v rámci rozsáhlého projektu nazvaného HapMap project). Užitečnost projektu HapMap a SNP typizace a jejich význam pro společnost byly popsány v 27. říjnu 2005 v čísle předního mezinárodního vědeckého časopisu Nature (obr. 3).
Obrázek 3. Zvláštní číslo předního vědeckého časopisu ‚Nature‘ se zaměřením na výsledky z projektu HapMap