Wat is horizontale gentransfer?
Vrijwel alle organismen kunnen genetisch materiaal verspreiden via verticale genoverdracht waarbij genetische informatie wordt overgedragen van ouders op nakomelingen. Het proces van horizontale genoverdracht - of laterale genoverdracht - is daarentegen niet voor alle soorten gebruikelijk. Bij dit type genoverdracht wordt genetisch materiaal overgedragen tussen organismen die geen ouder en nageslacht zijn. In plaats daarvan zijn de twee organismen meestal niet verwant en vaak van verschillende soorten.
De meeste eukaryote organismen verwerven genetisch materiaal voornamelijk via verticale genoverdracht, waarbij DNA-recombinatie plaatsvindt. Er wordt daarentegen gedacht dat horizontale genoverdracht de meest voorkomende manier is waarop eencellige organismen, met name bacteriën, nieuw genetisch materiaal verwerven. Dit is belangrijk omdat bacteriën zich voortplanten zonder seksuele recombinatie; daarom maakt de horizontale overdracht het mogelijk dat bacteriesoorten diversiteit behouden.
Horizontale genoverdracht bij bacteriën is een veel voorkomend verschijnsel. Er zijn drie manieren waarop bacteriën genetisch materiaal horizontaal kunnen uitwisselen. Alle drie komen deze van nature voor en kunnen ook in het laboratorium worden uitgevoerd om bacteriën genetisch te manipuleren met nieuwe eigenschappen, zoals het vermogen om niet-natieve eiwitten te synthetiseren.
Transformatie is een proces waarbij bacteriën naakte DNA- of RNA-moleculen opnemen en tot expressie brengen in de cel. Bij transductie wordt genetisch materiaal overgedragen door bacteriofagen, dat zijn virussen die bacteriën infecteren. Ten slotte is er bacteriële conjugatie, waarbij genetisch materiaal, vaak plasmiden, wordt overgedragen via intercellulair contact. Vervoeging wordt gemedieerd door transposons en plasmiden, twee soorten genetisch materiaal die verschillen van en onafhankelijk zijn van het bacteriële genoom.
Er zijn aanwijzingen dat virussen ook genetische informatie kunnen overdragen via horizontale gentransfer. Een van de sterkste indicatoren betreft virussen die Mimivirus , Mamavirus en Sputnik worden genoemd . Zowel Mimivirus als Mamavirus zijn bekende gastheren van Spoetnik , en een klein aantal genen zijn gemeenschappelijk voor alle drie soorten. Er wordt gedacht dat Spoetnik op een bepaald moment in de evolutionaire geschiedenis van deze drie organismen genen tussen zijn twee gastheervirussen heeft overgedragen.
Bepaalde eukaryoten, waaronder soorten schimmels, insecten en planten, houden zich ook bezig met horizontale genoverdracht. Een van de meest bekende voorbeelden is van horizontale genetische overdracht tussen bacteriën en Saccharomyces cerevisiae , een soort gist. Een ander voorbeeld van genetische overdracht tussen eukaryoten betreft de azukiboonkever en een bacterie genaamd Wolbachia . In de plantenwereld hebben parasieten van een plantenfamilie genaamd Rafflesiaceae genetische informatie overgedragen aan hun gastheren, en een soort algen heeft genetisch materiaal overgedragen aan een soort zeeslak die op de algen jaagt.