Che cos'è il trasferimento genico orizzontale?
Praticamente tutti gli organismi possono diffondere materiale genetico attraverso il trasferimento genico verticale in cui le informazioni genetiche vengono trasmesse dai genitori alla prole. Al contrario, il processo di trasferimento genico orizzontale - o trasferimento genico laterale - non è comune a tutte le specie. In questo tipo di trasferimento genico, il materiale genetico viene trasmesso tra organismi che non sono genitore e prole. Invece, i due organismi sono generalmente indipendenti, e spesso sono di specie diverse.
La maggior parte degli organismi eucariotici acquisisce materiale genetico principalmente attraverso il trasferimento genico verticale, durante il quale si verifica la ricombinazione del DNA. Al contrario, si ritiene che il trasferimento genico orizzontale sia il modo più comune in cui gli organismi monocellulari, in particolare i batteri, acquisiscono nuovo materiale genetico. Questo è importante perché i batteri si riproducono senza ricombinazione sessuale; pertanto il trasferimento orizzontale consente alle specie batteriche di mantenere la diversità.
Il trasferimento genico orizzontale nei batteri è un fenomeno comune. Esistono tre modi in cui i batteri possono scambiare materiale genetico in senso orizzontale. Tutti e tre questi si verificano naturalmente e possono anche essere eseguiti in laboratorio per ingegnerizzare geneticamente batteri con nuove proprietà, come la capacità di sintetizzare proteine non native.
La trasformazione è un processo in cui i batteri ingeriscono molecole di DNA o RNA nude e le esprimono all'interno della cellula. Nella trasduzione, il materiale genetico viene trasferito dai batteriofagi, che sono virus che infettano i batteri. Vi è infine una coniugazione batterica, in cui il materiale genetico, spesso i plasmidi, viene trasferito attraverso il contatto intercellulare. La coniugazione è mediata da trasposoni e plasmidi, due tipi di materiale genetico che sono distinti e indipendenti dal genoma batterico.
Esistono prove del fatto che i virus possono anche trasmettere informazioni genetiche tramite trasferimento genico orizzontale. Uno degli indicatori più forti coinvolge virus chiamati Mimivirus , Mamavirus e Sputnik . Sia Mimivirus che Mamavirus sono ospiti noti di Sputnik e un piccolo numero di geni è comune a tutte e tre le specie. Si pensa che Sputnik abbia trasferito geni tra i suoi due virus ospiti ad un certo punto durante la storia evolutiva di questi tre organismi.
Alcuni eucarioti, tra cui specie di funghi, insetti e piante, si impegnano anche nel trasferimento genico orizzontale. Uno degli esempi più noti è il trasferimento genetico orizzontale tra batteri e Saccharomyces cerevisiae , una specie di lievito. Un altro esempio di trasferimento genetico tra eucarioti riguarda lo scarabeo del fagiolo azuki e un batterio chiamato Wolbachia . Nel mondo vegetale, i parassiti di una famiglia di piante chiamata Rafflesiaceae hanno trasferito informazioni genetiche ai loro ospiti e una specie di alghe ha trasferito materiale genetico a una specie di lumaca di mare che preda delle alghe.