Різниця між вертикальним та горизонтальним переносом генів
Share
Ключова різниця - вертикальний та горизонтальний перенесення генів
Перенесення гена означає процес, що передає або обмінює генетичний матеріал між організмами. ДНК, які несуть функціональні гени, обмінюються між організмами, викликаючи зміну їх геномного складу. Він може відбуватися у двох типах, названих вертикальним перенесенням генів та горизонтальним переносом генів. Горизонтальний перенос гена відноситься до процесу, в якому генетичний матеріал передається між непов'язаними особинами. Вертикальна передача генів відноситься до процесу, коли гени передаються від батьків до свого потомства. Це ключова різниця між вертикальним та горизонтальним переносом генів. Вертикальний перенос генів є поширеним серед організмів, тоді як горизонтальний перенос генів рідше.
ЗМІСТ
1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке вертикальний перенос гена
3. Що таке горизонтальний перенос гена
4. Порівняльне порівняння - вертикальний та горизонтальний перенесення генів
5. Підсумок
Що таке вертикальний перенос генів?
Вертикальна передача генів - це метод передачі генів від батьків до свого потомства. Це може відбуватися або через статеве розмноження, або безстатеве розмноження, або штучні механізми. Цей процес є загальним механізмом, який відбувається між спорідненими організмами. Геноми передаються від одного покоління до наступного покоління відбувається шляхом вертикального перенесення генів у живих організмах природним шляхом. У програмах розведення рослин вертикальний перенос генів цілеспрямовано здійснюється для передачі важливих генів у покоління F1. Дві рослини схрещуються статевим шляхом, щоб змішати свої гени і перейти до наступного покоління. Роблячи це, цінні характеристики можуть зберігатися в нащадках, дозволяючи циркулювати наступним поколінням.
У бактерій найпоширенішим методом безстатевого розмноження є бінарне ділення. Бінарне ділення призводить до двох однакових бактеріальних клітин. Це приклад вертикального методу передачі генів бактерій. У людей захворювання, яке називається СНІДом, передається від материнської матері до дитини через вертикальний перенос гена.
Малюнок 01: Вертикальний перенос генів бактерій під час бінарного поділу
Що таке горизонтальний перенос гена?
Горизонтальний перенос генів - це механізм, за допомогою якого генетичний матеріал передається між непов'язаними організмами. Він також відомий як бічний перенос гена. Це відбувається між різними геномами, наприклад, між різними видами. Організми набувають різних характеристик завдяки передачі генів. Горизонтальний перенос гена відрізняється від перенесення гена від батьків до потомства.
Горизонтальний перенос генів відбувається легко завдяки декільком типам ДНК, якими володіють організми. Це переважно мобільні генетичні елементи, такі як транспозони (стрибаючі гени), плазміди (нехромосомна циркулярна ДНК) та бактеріофаги (бактерії, що заражають віруси). Це відбувається за допомогою декількох механізмів наступним чином.
Горизонтальні механізми передачі генів
Трансформація
Прокаріоти здатні спеціально забирати вільну ДНК у вигляді плазмід.
Кон'югація бактерій
Режим статевого розмноження, який відбувається між тимчасово з'єднаними двома клітинами. Під час кон'югації F плазміди переносяться від донора до реципієнта, що призводить до перенесення генетичного матеріалу між двома організмами, як показано на малюнку 02. Цей головний механізм передбачає горизонтальну передачу генів.
Трандукція
Бактеріофаг здатний вводити свою ДНК в бактерію при зараженні, що призводить до передачі генів між двома бактеріями під час другої інфекції. Це відбувається за допомогою двох процесів, названих узагальненою та спеціалізованою трансдукцією.
Використання горизонтального переносу генів
Горизонтальний перенос генів використовується в генній інженерії. Іноземна ДНК може бути рекомбінована або вставлена в геном організму реципієнта при горизонтальному перенесенні генів. Це дозволяє отримувачам набувати нових рис, важливих для росту та виживання. Горизонтальний перенос генів надзвичайно важливий у адаптації та еволюції як прокаріотів, так і еукаріотів. Сприятливі риси фільтруються шляхом природного відбору та сприяють еволюції. Деякі організми набувають цінних для адаптації та еволюції генів за допомогою горизонтальної передачі генів. Наприклад, придбання бактерій стійкості до антибіотиків є результатом горизонтального перенесення генів.
Горизонтальний перенос генів найбільше прихильний серед тісно пов'язаних таксонів, ніж сильно різних видів. Це також може відбуватися між бактеріями, що мешкають в одному мікросередовищі.
Малюнок 02: Горизонтальний перенос генів бактерій під час кон'югації
Яка різниця між вертикальним та горизонтальним переносом генів?
Вертикальна проти горизонтальної передачі генів | |
| Вертикальний перенос гена відноситься до процесу, який шляхом розмноження передає генетичний матеріал від батьків до потомства. | Горизонтальний перенос генів відноситься до процесу, який передає генетичний матеріал між спорідненими організмами. |
| Методи | |
| Це може статися за допомогою сексуальних, безстатевих чи штучних засобів. | Трансформація, трансдукція та бактеріальна кон'югація - це механізми, що беруть участь у горизонтальній передачі генів. |
| Виникнення | |
| Це звичайний процес. | Це менш поширений процес. |
| Залежність від мобільної ДНК | |
| Це не залежить від рухливих генетичних елементів. | Це можливо завдяки мобільним елементам ДНК, таким як транспозони, плазміди, бактеріофаги. |
Підсумок - вертикальний та горизонтальний перенесення генів
Перенесення гена може відбуватися між спорідненими та неспорідненими особинами. Існує два основних типи передачі генів з назвою вертикальний та горизонтальний. Вертикальна передача гена відбувається від батька до потомства. Під час розмноження або схрещування рослин гени переносяться від батьків до потомства. Горизонтальний перенос генів відбувається між різними видами, які не пов'язані між собою. Це неможливо як вертикальний перенос генів. Однак завдяки мобільним елементам ДНК, таким як плазміди, стрибаючі гени та бактеріофаги, гени обмінюються між організмами горизонтально за допомогою кон'югації, трансдукції та трансформації. Горизонтальний перенос генів частіше зустрічається у бактерій та археїв, ніж у еукаріотів. Це різниця між вертикальним та горизонтальним переносом генів.
Довідка:
1. Хотопп, Джулі К. Даннінг. "Горизонтальний перенос генів між бактеріями і тваринами." Тенденції в генетиці: TIG. Національна медична бібліотека США, квітень 2011. Веб. 09 травня 2017 року
2. Роджерс, Кара. "Горизонтальний перенос гена". Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, вкл., 22 листопада 2016. Веб. 09 травня 2017. https://www.britannica.com/science/horizontal-gene-transfer
3. Лакруа, Беноо. "Перенесення ДНК від бактерій до еукаріотів". Мбіо. N.p., 12 липня 2016. Веб. 09 травня 2017 року
Надано зображення:
1. "Бінарний поділ 2" від Ecoddington14 - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Binary_Fission.png (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia
2. "Кон'югація" від Аденозина - Власна робота (CC BY-SA 3.0) через Wikimedia Commons
