Co je to horizontální přenos genů?

Prakticky všechny organismy mohou šířit genetický materiál pomocí vertikálního přenosu genů, ve kterém jsou genetické informace přenášeny z rodičů na potomky. Naproti tomu proces horizontálního přenosu genů - nebo laterálního přenosu genů - není pro všechny druhy běžný. V tomto typu přenosu genů se přenáší genetický materiál mezi organismy, které nejsou ne rodiči a potomky. Místo toho jsou oba organismy obvykle nesouvisející a jsou často u různých druhů.

Většina eukaryotických organismů získává genetický materiál hlavně prostřednictvím vertikálního přenosu genů, během kterého dochází k rekombinaci DNA. Naproti tomu se předpokládá, že horizontální přenos genů je nejběžnějším způsobem, jakým jednobuněčné organismy, zejména bakterie, získávají nový genetický materiál. To je důležité, protože bakterie se reprodukují bez sexuální rekombinace; Horizontální přenos proto umožňuje bakteriálním druhům udržovat rozmanitost.

Horizontální přenos genů v bakteriích je běžnýjev. Existují tři způsoby, jak si bakterie mohou vodorovně vyměňovat genetický materiál. Všechny tři z nich se vyskytují přirozeně a mohou být také prováděny v laboratoři k geneticky inženýrským bakteriím s novými vlastnostmi, jako je schopnost syntetizovat nepůvodní proteiny.

Transformace je proces, ve kterém bakterie přijímají nahé molekuly DNA nebo RNA a exprimují je v buňce. Při transdukci je genetický materiál přenášen bakteriofágy, což jsou viry, které infikují bakterie. Konečně dochází k bakteriální konjugaci, ve které je genetický materiál, často plazmidy, přenášen mezibuněčným kontaktem. Konjugace je zprostředkována transpozony a plazmidy, dva typy genetického materiálu, které jsou odlišné od a nezávislé na bakteriálním genomu.

Existuje určitý důkaz, že viry mohou také přenášet genetické informace prostřednictvím horizontálního přenosu genů. Jeden zNejsilnější indikátory zahrnují viry zvané mimivirus , mamavirus a sputnik . Oba mimivirus a mamavirus jsou známými hostiteli sputnik a malý počet genů je společný pro všechny tři druhy. Předpokládá se, že Sputnik přenesl geny mezi dvěma hostitelskými viry v určitém okamžiku během evoluční historie těchto tří organismů.

Některé eukaryoty, včetně druhů hub, hmyzu a rostlin, se také zapojují do horizontálního přenosu genů. Jedním z nejznámějších příkladů je horizontální genetický přenos mezi bakteriemi a Saccharomyces cerevisiae , druhem kvasinek. Další příklad genetického přenosu mezi eukaryoty zahrnuje brouk azuki fazole a bakterie zvané Wolbachia . Ve světě rostlin přenesli paraziti rodiny rostlin zvané rafflesiaceae genetické informace na své hostitele a druh řas přenesl genetický materiál na druh of moře slimák, který kořistí na řasách.