Kluczowa różnica - pionowy i poziomy transfer genów
Transfer genów odnosi się do procesu, w którym następuje transfer lub wymiana materiału genetycznego między organizmami. DNA, które zawiera funkcjonalne geny, jest wymieniane między organizmami, powodując zmianę ich składu genomowego. Może wystąpić w dwóch typach zwanych pionowym transferem genów i poziomym transferem genów. Horyzontalny transfer genów odnosi się do procesu, w którym materiał genetyczny jest przenoszony między niespokrewnionymi osobnikami. Pionowy transfer genów odnosi się do procesu, w którym geny są przenoszone z rodziców na ich potomstwo. To jest kluczowa różnica między pionowym i poziomym transferem genów. Pionowy transfer genów jest powszechny wśród organizmów, podczas gdy poziomy transfer genów jest mniej powszechny.
SPIS TREŚCI
1. Przegląd i kluczowe różnice
2. Co to jest pionowy transfer genów
3. Co to jest poziomy transfer genów
4. Porównanie obok siebie - pionowy i poziomy transfer genów
5. Podsumowanie
Co to jest pionowy transfer genów?
Pionowy transfer genów to metoda przenoszenia genów z rodzica na potomstwo. Może wystąpić poprzez rozmnażanie płciowe lub rozmnażanie bezpłciowe lub sztuczne mechanizmy. Ten proces jest powszechnym mechanizmem zachodzącym między spokrewnionymi organizmami. Genomy są przekazywane z pokolenia na pokolenie poprzez pionowe przenoszenie genów w organizmach żywych w sposób naturalny. W programach hodowli roślin wertykalny transfer genów jest celowo wykonywany w celu przeniesienia ważnych genów do pokolenia F1. Dwie rośliny są krzyżowane płciowo, aby wymieszać swoje geny i przekazać następnemu pokoleniu. W ten sposób cenne cechy mogą być przechowywane u potomstwa, umożliwiając krążenie w przyszłych pokoleniach.
W przypadku bakterii najpowszechniejszą metodą rozmnażania bezpłciowego jest rozszczepienie binarne. W wyniku rozszczepienia binarnego powstają dwie identyczne komórki bakteryjne. Jest przykładem metody pionowego transferu genów bakterii. U ludzi choroba zwana AIDS przenosi się z matki na dziecko w wyniku pionowego transferu genów.
Rysunek 01: Pionowy transfer genów bakterii podczas rozszczepienia binarnego
Co to jest poziomy transfer genów?
Poziomy transfer genów to mechanizm, w którym materiał genetyczny jest przenoszony między niespokrewnionymi organizmami. Jest również znany jako boczny transfer genów. Występuje między różnymi genomami, na przykład między różnymi gatunkami. Organizmy nabywają różne cechy poprzez przenoszenie genów. Horyzontalny transfer genów różni się od przenoszenia genów z rodzica na potomstwo.
Poziome przenoszenie genów jest łatwe dzięki kilku typom DNA posiadanym przez organizmy. Są to głównie ruchome elementy genetyczne, takie jak transpozony (skaczące geny), plazmidy (nie-chromosomalne koliste DNA) i bakteriofagi (bakterie infekujące wirusy). Dzieje się to za pośrednictwem kilku mechanizmów opisanych poniżej.
Poziome mechanizmy transferu genów
Transformacja
Prokarionty są szczególnie zdolne do pobierania wolnego DNA w postaci plazmidów.
Koniugacja bakteryjna
Tryb rozmnażania płciowego, który występuje między tymczasowo połączonymi dwiema komórkami. Podczas koniugacji plazmidy F są przenoszone od dawcy do biorcy, co powoduje transfer materiału genetycznego między dwoma organizmami, jak pokazano na ryc. 02. Jest to główny mechanizm związany z poziomym transferem genów.
Transdukcja
Bakteriofag jest w stanie po zakażeniu wstrzyknąć swoje DNA do bakterii, co powoduje transfer genów między dwiema bakteriami podczas drugiej infekcji. Dzieje się to poprzez dwa procesy zwane transdukcją uogólnioną i specjalistyczną.
Zastosowania poziomego transferu genów
Poziomy transfer genów jest stosowany w inżynierii genetycznej. Obce DNA można rekombinować lub wstawiać do genomu organizmu biorcy podczas poziomego przenoszenia genów. Umożliwia odbiorcom nabycie nowych cech ważnych dla wzrostu i przetrwania. Horyzontalny transfer genów jest niezwykle ważny w adaptacji i ewolucji zarówno prokariontów, jak i eukariontów. Korzystne cechy są filtrowane przez dobór naturalny i przyczyniają się do ewolucji. Niektóre organizmy nabywają geny, które są cenne dla adaptacji i ewolucji poprzez poziomy transfer genów. Na przykład nabycie oporności na antybiotyki przez bakterie jest wynikiem poziomego transferu genów.
Horyzontalny transfer genów jest najbardziej preferowany wśród blisko spokrewnionych taksonów niż bardzo różne gatunki. Może również wystąpić między bakteriami zamieszkującymi to samo mikrośrodowisko.
Rysunek 02: Poziomy transfer genów bakterii podczas koniugacji
Jaka jest różnica między pionowym a poziomym transferem genów?
Porównaj środek artykułu przed tabelą
Pionowy i poziomy transfer genów |
|
| Pionowy transfer genów odnosi się do procesu, który przenosi materiał genetyczny z rodzica na potomstwo poprzez rozmnażanie. | Horyzontalny transfer genów odnosi się do procesu, który przenosi materiał genetyczny między niespokrewnionymi organizmami. |
| Metody | |
| Może wystąpić drogą seksualną, bezpłciową lub sztuczną. | Transformacja, transdukcja i koniugacja bakteryjna to mechanizmy zaangażowane w poziomy transfer genów. |
| Występowanie | |
| To powszechny proces. | Jest to mniej powszechny proces. |
| Zależność od mobilnego DNA | |
| Nie zależy od mobilnych elementów genetycznych. | Jest to możliwe dzięki ruchomym elementom DNA, takim jak transpozony, plazmidy, bakteriofagi. |
Podsumowanie - pionowy i poziomy transfer genów
Transfer genów może nastąpić między spokrewnionymi i niespokrewnionymi osobami. Istnieją dwa główne typy przenoszenia genów, nazwane pionowym i poziomym. Pionowa transmisja genów zachodzi z rodzica na potomstwo. Podczas rozmnażania lub krzyżowania roślin geny są przenoszone z rodziców na potomstwo. Horyzontalny transfer genów zachodzi między różnymi gatunkami, które nie są spokrewnione. Jest to niewykonalne jako pionowe przenoszenie genów. Jednak ze względu na ruchome elementy DNA, takie jak plazmidy, skaczące geny i bakteriofagi, geny wymieniają się poziomo między organizmami poprzez koniugację, transdukcję i transformację. Poziomy transfer genów jest powszechny u bakterii i archeonów niż u eukariontów. To jest różnica między pionowym i poziomym transferem genów.