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Les jumeaux monozygotes (univitellins, « vrais », « identiques ») sont des jumeaux qui proviennent de la division d'un œuf fécondé unique. Ils sont issus du même ovule et du même spermatozoïde et possèdent une information génétique identique.
La gémellité vraie peut être établie avant trois mois de grossesse en cas de grossesse gémellaire monochoriale.
La grossesse gémellaire bichoriale n'est monozygotique que dans un tiers des cas. En cas de fœtus de même sexe dans la grossesse bichoriale, seuls des examens génétiques peuvent prouver la monozygotie si les examens biologiques comme le groupe sanguin ne permettent pas de conclure à une bizygotie.
En dehors des cas où il existe un critère déterminant (voir plus bas), on se basera le plus souvent sur la ressemblance, même si celle-ci a ses limites (deux frères ou sœurs peuvent avoir une grande ressemblance sans être de vrais jumeaux).
Toutes les formes avec partage d'annexes.
Toute caractéristique génétique différente (couleur des yeux, des cheveux, groupe sanguin) ou sexe différent.
Les vrais jumeaux partageant le même patrimoine génétique, ils ont les mêmes groupes sanguins et tissulaires, ce qui permet les transfusions, les transplantations ou les greffes d'organes sans rejet.
Ils partagent également les mêmes maladies génétiques : toute découverte d'une maladie génétique ou susceptible de l'un doit également être recherchée chez l'autre.
L'étude des jumeaux permet aussi de mieux différencier l'inné de l'acquis. En effet, les vrais jumeaux ont un inné quasiment identique. Il est donc facile de voir — à condition de faire des comparaisons statistiques méthodologiquement correctes avec les faux jumeaux — si les similitudes de comportement sont liées à la génétique ou aux conditions de vie.
En criminologie, jusque dans les années 2010, il n'était pas possible de différencier les empreintes génétiques des vrais jumeaux, mais ils se distinguent toujours par leurs empreintes digitales.
Le , Eurofins Scientific (EUFI.PA) annonce « avoir réalisé une avancée majeure dans les travaux de recherche visant à différencier l'ADN des jumeaux monozygotes »,,,.
Seul un tiers environ des jumeaux sont monozygotes, autrement dit « vrais jumeaux ».