Det vandret genoverførsel Lateral genoverførsel er udveksling af genetisk materiale mellem organismer, som ikke forekommer fra forælder til barn. Denne begivenhed finder sted mellem individer af samme generation og kan forekomme i encellede eller flercellede væsener..
Horisontal overførsel sker gennem tre hovedmekanismer: konjugation, transformation og transduktion. I den første type er udveksling af lange DNA-fragmenter mulig, mens i de sidste to er overførslen begrænset til små segmenter af det genetiske materiale.
Det modsatte koncept er overførsel lodret gen, hvor genetisk information overføres fra en organisme til dens afkom. Denne proces er udbredt i eukaryoter, såsom planter og dyr. I modsætning hertil er vandret overførsel almindelig i mikroorganismer..
I eukaryoter er vandret overførsel ikke så almindelig. Der er dog tegn på udveksling af dette fænomen, herunder forfædren til mennesker, der opnåede visse gener gennem vira.
Artikelindeks
Under reproduktion overfører eukaryote organismer deres gener fra en generation til deres afkom (børn) i en proces kendt som lodret genoverførsel. Prokaryoter udfører også dette trin, men gennem aseksuel reproduktion gennem fission eller andre mekanismer..
Imidlertid er der i prokaryoter en anden måde at udveksle genetisk materiale kaldet vandret genoverførsel. Her udveksles DNA-fragmenter mellem organismer af samme generation og kan passere fra en art til en anden..
Horisontal overførsel er relativt almindelig blandt bakterier. Tag eksemplet på gener, der forårsager resistens over for antibiotika. Disse vigtige DNA-fragmenter overføres normalt mellem bakterier af forskellige arter.
Disse mekanismer involverer betydelige medicinske komplikationer ved behandling af infektioner.
Der er tre grundlæggende mekanismer, hvormed DNA kan udveksles ved vandret overførsel. Disse er konjugering, transformation og transduktion..
Genoverførsel ved hjælp af konjugation er den eneste type, der involverer direkte kontakt mellem de to bakterier..
Det bør dog ikke sammenlignes med genudveksling gennem seksuel reproduktion (hvor der normalt er kontakt mellem de involverede organismer), da processen er meget forskellig. Blandt de største forskelle er fraværet af meiose.
Under konjugering finder passage af genetisk materiale fra en bakterie til en anden sted sted gennem fysisk kontakt etableret af en struktur kaldet pili. Dette fungerer som en forbindelsesbro, hvor udvekslingen finder sted.
Selvom bakterier ikke adskiller sig i køn, er organismen, der bærer et lille cirkulært DNA kendt som faktor F (fertilitet f) kendt som "mand". Disse celler er donorerne under konjugering og overfører materialet til en anden celle, der mangler faktoren..
DNA af faktor F består af ca. 40 gener, som styrer replikationen af den seksuelle faktor og syntesen af den seksuelle pili.
Det første bevis på konjugationsprocessen kommer fra Lederberg og Tatum eksperimenterne, men det var Bernard Davis, der endelig demonstrerede, at kontakt var nødvendig for overførsel.
Transformationen involverer optagelse af et nøgent DNA-molekyle, der findes i miljøet tæt på en værtsbakterie. Dette stykke DNA kommer fra en anden bakterie.
Processen kan udføres naturligt, da bakteriepopulationer normalt gennemgår transformation. På samme måde kan transformationen simuleres i laboratoriet for at tvinge bakterier til at optage DNA af interesse, der findes udenfor..
Teoretisk kan ethvert stykke DNA tages. Imidlertid er det blevet observeret, at processen involverer små molekyler.
Endelig finder transduktionsmekanismen sted ved hjælp af en fag (virus), der bærer DNA fra en donorbakterie til en modtager. Som i det foregående tilfælde er mængden af overført DNA relativt lille, da virusets evne til at bære DNA er begrænset.
Normalt er denne mekanisme begrænset til bakterier, der er fylogenetisk tæt, da den virus, der bærer DNA'et, skal binde til specifikke receptorer på bakterierne for at injicere materialet..
Endonukleaser er enzymer, der har evnen til at bryde phosphodiesterbindinger inden i en polynukleotidkæde indefra - derfor kaldes de "endo". Disse enzymer klipper ikke overalt, de har specifikke steder til at gøre det, kaldet restriktionssteder..
Aminosyresekvenserne for EcoRI-enzymer (i E coli) og RSRI (i Rhodobacter sphaeroides) besidder en sekvens på næsten 300 aminosyrerester, som er 50% identiske med hinanden, hvilket tydeligt indikerer et tæt evolutionært slægtskab.
Takket være studiet af andre molekylære og biokemiske egenskaber er disse to bakterier imidlertid meget forskellige og er meget lidt beslægtede set fra fylogenetisk synspunkt.
Derudover bruger genet, der koder for EcoRI-enzymet, meget specifikke kodoner, der er forskellige fra, hvad det normalt bruger. E coli, så det mistænkes for, at genet ikke stammer fra denne bakterie.
I 1859 revolutionerede den britiske naturforsker Charles Darwin de biologiske videnskaber med sin evolutionsteori gennem naturlig udvælgelse. I hans ikoniske bog, Arternes oprindelse, Darwin foreslår metaforen for livets træ for at illustrere de genealogiske forhold mellem arter.
I dag er fylogenier en formel repræsentation af denne metafor, hvor det antages, at transmission af genetisk information sker lodret - fra forældre til børn..
Vi kan anvende denne vision uden større gener for multicellular organismer, og vi får et forgrenet mønster, som Darwin foreslår.
Imidlertid er denne repræsentation af grene uden fusioner vanskelig at anvende på mikroorganismer. Når man sammenligner genomerne af forskellige prokaryoter, er det klart, at der er omfattende genoverførsel mellem slægter.
Mønsteret for relationer ligner således mere et netværk med grene forbundet og smeltet sammen takket være forekomsten af vandret genoverførsel.
Endnu ingen kommentarer