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La diferencia fundamental entre gemelos y mellizos radica en su origen genético. Los gemelos idénticos (monocigóticos) se desarrollan a partir de un solo óvulo fecundado por un solo espermatozoide que se divide en dos embriones. Por lo tanto, comparten el mismo ADN y son siempre del mismo sexo. Los mellizos (dicigóticos), en cambio, se originan de dos óvulos diferentes, cada uno fecundado por un espermatozoide distinto. Por lo tanto, son genéticamente distintos, como cualquier otro par de hermanos, y pueden ser de diferente sexo.