Vad är horisontell genöverföring?
Praktiskt taget alla organismer kan sprida genetiskt material via vertikal genöverföring där genetisk information överförs från föräldrar till avkommor. Däremot är processen för horisontell genöverföring - eller lateral genöverföring - inte vanlig för alla arter. Vid denna typ av genöverföring överförs genetiskt material mellan organismer som inte är förälder och avkommor. Istället är de två organismerna vanligtvis inte relaterade och är ofta av olika arter.
De flesta eukaryota organismer förvärvar genetiskt material huvudsakligen via vertikal genöverföring, under vilken DNA-rekombination sker. Däremot antas att horisontell genöverföring är det vanligaste sättet på vilket ensamiga organismer, i synnerhet bakterier, förvärvar nytt genetiskt material. Detta är viktigt eftersom bakterier reproduceras utan sexuell rekombination; därför tillåter horisontell överföring bakterier att upprätthålla mångfalden.
Horisontell genöverföring i bakterier är ett vanligt fenomen. Det finns tre sätt på vilka bakterier kan utbyta genetiskt material horisontellt. Alla dessa tre förekommer naturligt och kan också utföras i laboratoriet för att genetiskt konstruera bakterier med nya egenskaper, såsom förmågan att syntetisera icke-nativa proteiner.
Transformation är en process där bakterier intar naken DNA- eller RNA-molekyler och uttrycker dem i cellen. Vid transduktion överförs genetiskt material av bakteriofager, som är virus som infekterar bakterier. Slutligen finns det bakteriell konjugation, i vilken genetiskt material, ofta plasmider, överförs via intercellulär kontakt. Konjugering medieras av transposoner och plasmider, två typer av genetiskt material som skiljer sig från och är oberoende av bakteriegenomet.
Det finns vissa bevis för att virus också kan överföra genetisk information via horisontell genöverföring. En av de starkaste indikatorerna är virus som kallas Mimivirus , Mamavirus och Sputnik . Både Mimivirus och Mamavirus är kända värdar för Sputnik , och ett litet antal gener är vanliga för alla tre arter. Det tros att Sputnik överförde gener mellan dess två värdvirus någon gång under de tre organismernas utvecklingshistoria.
Vissa eukaryoter, inklusive svamparter, insekter och växter, deltar också i horisontell genöverföring. Ett av de mest kända exemplen är horisontell genetisk överföring mellan bakterier och Saccharomyces cerevisiae , en jästart. Ett annat exempel på genetisk överföring mellan eukaryoter involverar azuki bönbaggen och en bakterie som kallas Wolbachia . I växtvärlden har parasiter från en växtfamilj som kallas Rafflesiaceae överfört genetisk information till sina värdar, och en arter av alger har överfört genetiskt material till en art av havssnigel som föder på algerna.