Co to jest poziome przenoszenie genów?
Praktycznie wszystkie organizmy mogą rozprzestrzeniać materiał genetyczny poprzez pionowy transfer genów, w którym informacja genetyczna jest przekazywana od rodziców do potomstwa. Natomiast proces poziomego przenoszenia genów - lub bocznego przenoszenia genów - nie jest wspólny dla wszystkich gatunków. W tego rodzaju transferze genów materiał genetyczny jest przenoszony między organizmami niebędącymi rodzicami i potomstwem. Zamiast tego dwa organizmy są zwykle niezwiązane i często należą do różnych gatunków.
Większość organizmów eukariotycznych nabywa materiał genetyczny głównie poprzez pionowy transfer genów, podczas którego dochodzi do rekombinacji DNA. Przeciwnie, uważa się, że poziomy transfer genów jest najczęstszym sposobem, w jaki jednokomórkowe organizmy, w szczególności bakterie, nabywają nowy materiał genetyczny. Jest to ważne, ponieważ bakterie rozmnażają się bez rekombinacji płciowej; dlatego transfer poziomy pozwala gatunkom bakterii zachować różnorodność.
Poziomy transfer genów u bakterii jest powszechnym zjawiskiem. Istnieją trzy sposoby, w jakie bakterie mogą wymieniać materiał genetyczny w poziomie. Wszystkie trzy z nich występują naturalnie i można je również przeprowadzić w laboratorium w celu genetycznej inżynierii bakterii o nowych właściwościach, takich jak zdolność do syntezy nienatywnych białek.
Transformacja to proces, w którym bakterie przyjmują nagie cząsteczki DNA lub RNA i wyrażają je w komórce. Podczas transdukcji materiał genetyczny jest przenoszony przez bakteriofagi, które są wirusami infekującymi bakterie. Wreszcie dochodzi do koniugacji bakteryjnej, w której materiał genetyczny, często plazmidy, jest przenoszony przez kontakt międzykomórkowy. W koniugacji pośredniczą transpozony i plazmidy, dwa rodzaje materiału genetycznego, które różnią się od genomu bakteryjnego i są od niego niezależne.
Istnieją pewne dowody, że wirusy mogą również przekazywać informacje genetyczne poprzez poziomy transfer genów. Jednym z najsilniejszych wskaźników są wirusy o nazwie Mimivirus , Mamavirus i Sputnik . Zarówno Mimivirus, jak i Mamavirus są znanymi gospodarzami Sputnika , a niewielka liczba genów jest wspólna dla wszystkich trzech gatunków. Uważa się, że Sputnik przenosił geny między dwoma wirusami gospodarzami w pewnym momencie historii ewolucji tych trzech organizmów.
Niektóre eukarionty, w tym gatunki grzybów, owadów i roślin, również biorą udział w poziomym przenoszeniu genów. Jednym z najbardziej znanych przykładów jest poziomy transfer genetyczny między bakteriami a Saccharomyces cerevisiae , gatunkiem drożdży. Innym przykładem transferu genetycznego między eukariotami jest chrząszcz fasoli azuki i bakteria zwana Wolbachia . W świecie roślin pasożyty z rodziny roślin zwanej Rafflesiaceae przekazały informację genetyczną swoim gospodarzom, a gatunek glonów przekazał materiał genetyczny gatunkowi ślimaka żerującego na glonach.