Hva er horisontal genoverføring?

Praktisk talt alle organismer kan spre genetisk materiale via vertikal genoverføring der genetisk informasjon overføres fra foreldre til avkom. I kontrast er prosessen med horisontal genoverføring - eller lateral genoverføring - ikke vanlig for alle arter. I denne typen genoverføring overføres genetisk materiale mellom organismer som ikke er foreldre og avkom. I stedet er de to organismer vanligvis ikke relatert, og er ofte av forskjellige arter.

De fleste eukaryote organismer skaffer seg genetisk materiale hovedsakelig via vertikal genoverføring, hvor DNA-rekombinasjon skjer. Derimot antas det at horisontal genoverføring er den vanligste måten som encellede organismer, spesielt bakterier, skaffer seg nytt genetisk materiale. Dette er viktig fordi bakterier reproduserer seg uten seksuell rekombinasjon; derfor lar horisontal overføring bakteriearter opprettholde mangfoldet.

Horisontal genoverføring i bakterier er et vanlig fenomen. Det er tre måter bakterier kan utveksle genetisk materiale horisontalt. Alle disse tre forekommer naturlig og kan også utføres i laboratoriet for å genetisk manipulere bakterier med nye egenskaper, for eksempel evnen til å syntetisere ikke-native proteiner.

Transformasjon er en prosess der bakterier inntar naken DNA eller RNA-molekyler og uttrykker dem i cellen. Ved transduksjon blir genetisk materiale overført av bakteriofager, som er virus som infiserer bakterier. Endelig er det bakteriell konjugering, der genetisk materiale, ofte plasmider, overføres via intercellulær kontakt. Konjugering er mediert av transposoner og plasmider, to typer genetisk materiale som er forskjellige fra og uavhengig av bakteriegenomet.

Det er noen bevis for at virus også kan overføre genetisk informasjon via horisontal genoverføring. En av de sterkeste indikatorene involverer virus som heter Mimivirus , Mamavirus og Sputnik . Både Mimivirus og Mamavirus er kjente verter av Sputnik , og et lite antall gener er felles for alle tre artene. Det antas at Sputnik overførte gener mellom sine to vertsvirus på et tidspunkt i løpet av den evolusjonshistorien til disse tre organismer.

Enkelte eukaryoter, inkludert sopparter, insekter og planter, driver også med horisontal genoverføring. Et av de mest kjente eksemplene er horisontal genetisk overføring mellom bakterier og Saccharomyces cerevisiae , en art av gjær. Et annet eksempel på genetisk overføring mellom eukaryoter involverer azuki-bønnebillen og en bakterie kalt Wolbachia . I planteverdenen har parasitter fra en plantefamilie kalt Rafflesiaceae overført genetisk informasjon til vertene sine, og en arter av alger har overført genetisk materiale til en art av sjøsluggen som rister på algene.