Horizontalus genų perdavimas
Horizontalusis genų perdavimas (HGT) (arba šoninis genų perdavimas) - tai procesas, kurio metu organizmas gauna genetinę medžiagą iš kito organizmo, nebūdamas to organizmo palikuonis.
O vertikalusis perdavimas vyksta tada, kai organizmas gauna genetinę medžiagą iš savo protėvio, pvz., tėvo arba rūšies, iš kurios jis išsivystė.
Daugiausia dėmesio genetikoje skiriama vertikaliajam perdavimui, tačiau vis dažniau suvokiama, kad horizontalusis genų perdavimas yra svarbus reiškinys. Tarp vienaląsčių organizmų tai gali būti dominuojanti genetinio perdavimo forma. Dirbtinis horizontalusis genų perdavimas yra genų inžinerijos forma.
Mechanizmas
Yra keletas horizontalaus genų perdavimo mechanizmų:
- Transformacija - genetinis ląstelės pokytis, atsirandantis dėl svetimos genetinės medžiagos (DNR arba RNR) įvedimo, įsisavinimo ir raiškos. Šis procesas yra gana dažnas bakterijose, bet mažiau paplitęs eukariotuose. Transformacija dažnai naudojama laboratorijose, siekiant įterpti naujus genus į bakterijas eksperimentams arba pramoniniam ar medicininiam naudojimui.
- Transdukcija - procesas, kurio metu bakterijų DNR iš vienos bakterijos į kitą perkeliama bakterijų virusu (bakteriofagu arba fagu).
- Bakterijų konjugacija - procesas, kurio metu bakterijos ląstelė perduoda genetinę medžiagą kitai ląstelei per sąlytį tarp ląstelių.
- Genų perkėlimo agentas arba GTA yra į virusą panašus elementas, kuriame yra atsitiktinių šeimininko chromosomos dalių. Jų randama daugumoje alfaproteobakterijų būrio Rhodobacterales atstovų. Juos koduoja šeimininko genomas. GTA perduoda DNR taip dažnai, kad gali būti, jog jie atlieka svarbų vaidmenį evoliucijoje.
2010 m. ataskaitoje nustatyta, kad atsparumo
antibiotikams genai gali būti perduodami kuriant GTA laboratorijoje. - Integronai - bakterijų "rinkinys" genų kasetėms perkelti.
Istorija
Pirmą kartą horizontalus genų perdavimas buvo aprašytas Japonijoje 1959 m. publikacijoje, kurioje buvo įrodytas atsparumo antibiotikams perdavimas tarp skirtingų bakterijų rūšių.
Aštuntojo dešimtmečio viduryje Syvanenas iškėlė mintį, kad šoninis genų perdavimas ne tik turi biologinę reikšmę, bet ir yra susijęs su evoliucijos istorijos formavimusi nuo pat gyvybės atsiradimo Žemėje pradžios.
"Genų ir genomų tyrimai vis dažniau rodo, kad tarp prokariotų vyko didelis horizontalus perdavimas". Atrodo, kad šis reiškinys turėjo tam tikrą reikšmę ir vienaląsčiams eukariotams. Kaip pastebi Bapteste ir kt., "papildomi įrodymai rodo, kad genų perdavimas taip pat gali būti svarbus evoliucinis mechanizmas protistų evoliucijoje".
Yra įrodymų, kad tai paveikė net aukštesniuosius augalus ir gyvūnus. Richardson ir Palmer (2007) teigia: "Horizontalusis genų perdavimas (HGT) atliko svarbų vaidmenį bakterijų evoliucijoje ir yra gana paplitęs tarp kai kurių vienaląsčių eukariotų. Tačiau HGT paplitimas ir svarba daugialąsčių eukariotų evoliucijoje lieka neaiškūs".
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra horizontalusis genų perdavimas?
A: Horizontalus genų perdavimas - tai procesas, kai organizmas gauna genetinę medžiagą iš kito organizmo, kuris nėra jo palikuonis.
K: Kuo horizontalus genų perdavimas skiriasi nuo vertikalaus perdavimo?
A: Vertikalusis perdavimas vyksta tada, kai organizmas gauna genetinę medžiagą iš savo protėvio, o horizontalusis genų perdavimas vyksta tada, kai organizmas gauna genetinę medžiagą iš kito organizmo, kuris nėra jo palikuonis.
K: Į ką daugiausia dėmesio buvo skiriama genetikai?
A: Daugiausia dėmesio genetikoje buvo skiriama vertikaliajam perdavimui.
K: Kodėl horizontalusis genų perdavimas yra svarbus reiškinys?
A: Horizontalus genų perdavimas yra svarbus reiškinys, nes tarp vienaląsčių organizmų jis gali būti dominuojanti genetinio perdavimo forma.
K: Kas yra dirbtinis horizontalusis genų perdavimas?
A. Dirbtinis horizontalusis genų perkėlimas yra genų inžinerijos rūšis, kai genetinė medžiaga sąmoningai perkeliama iš vieno organizmo į kitą.
K: Ar horizontalus genų perdavimas gali vykti tarp skirtingų rūšių organizmų?
A: Taip, horizontalus genų perdavimas gali vykti tarp skirtingų rūšių organizmų.
K: Ar visuose organizmuose vyksta horizontalus genų perdavimas?
Atsakymas: Ne, horizontalus genų perdavimas vyksta tik kai kuriuose organizmuose, ypač vienaląsčiuose.
