Pagrindinis skirtumas - vertikalus ir horizontalus genų perdavimas
Genų perdavimas reiškia procesą, perduodantį ar keičiantis genetine medžiaga tarp organizmų. DNR, turinti funkcinius genus, keičiasi organizmais, dėl ko pasikeičia jų genominė sudėtis. Tai gali pasireikšti dviem tipais, vadinamais vertikaliu genų perdavimu ir horizontaliu genų perdavimu. Horizontalus genų perkėlimas reiškia procesą, kurio metu genetinė medžiaga perduodama tarp nesusijusių asmenų. Vertikalus genų perkėlimas reiškia procesą, kai genai perduodami iš tėvų į savo palikuonis. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp vertikalaus ir horizontalaus genų perdavimo. Vertikalus genų perdavimas yra įprastas tarp organizmų, o horizontalus genų perkėlimas - rečiau.
TURINYS
1. Apžvalga ir pagrindiniai skirtumai
2. Kas yra vertikalus genų perdavimas
3. Kas yra horizontalus genų perdavimas
4. Palyginimas vienas šalia kito - vertikalus ir horizontalus genų perdavimas
5. Santrauka
Kas yra vertikalus genų perdavimas?
Vertikalus genų perkėlimas yra genų perkėlimo iš tėvų į jų palikuonis būdas. Tai gali pasireikšti tiek lytinio dauginimo, tiek nelytinio dauginimosi būdu, tiek dirbtinių mechanizmų pagalba. Šis procesas yra įprastas mechanizmas, vykstantis tarp susijusių organizmų. Genomai yra perduodami iš kartos į kartą, vertikaliai perkeliant genus natūraliai į gyvus organizmus. Augalų veisimo programose vertikalus genų perkėlimas yra specialiai atliekamas siekiant perkelti svarbius genus į F1 kartą. Du augalai yra sukryžiuoti lytiniu keliu, kad sumaišytų savo genus ir pereitų į kitą kartą. Tai palikuoniuose gali būti išsaugotos vertingos savybės, leidžiančios cirkuliuoti ateities kartoms.
Bakterijose dažniausiai nelytinis dauginimosi būdas yra dvejetainis dalijimasis. Dvejetainio dalijimosi metu susidaro dvi identiškos bakterijų ląstelės. Tai yra bakterijų vertikalaus genų perkėlimo metodo pavyzdys. Žmonėms liga, vadinama AIDS, perduodama iš motinos motinos į kūdikį dėl vertikalaus genų perkėlimo.
01 pav. Vertikalus bakterijų genų perdavimas dvejetainio dalijimosi metu
Kas yra horizontalus genų perdavimas?
Horizontalus genų perdavimas yra mechanizmas, kai genetinė medžiaga perduodama tarp nesusijusių organizmų. Jis taip pat žinomas kaip šoninis genų perkėlimas. Tai vyksta tarp skirtingų genomų, pavyzdžiui, tarp skirtingų rūšių. Organizmai perduodami genus įgyja skirtingas savybes. Horizontalus genų perkėlimas skiriasi nuo genų perkėlimo iš tėvų į palikuonis.
Horizontalus genų perkėlimas yra lengvas dėl kelių organizmų turinčių DNR tipų. Jie daugiausia yra mobilūs genetiniai elementai, tokie kaip transpozonai (šokinėjantys genai), plazmidės (ne chromosomų žiedinė DNR) ir bakteriofagai (virusus užkrėstos bakterijos). Tai vyksta keliais mechanizmais taip.
Horizontalūs genų perdavimo mechanizmai
Transformacija
Prokariotai sugeba specialiai paimti laisvą DNR plazmidžių pavidalu.
Bakterijų konjugacija
Lytinio dauginimosi būdas, kuris vyksta tarp laikinai sujungtų dviejų ląstelių. Konjugacijos metu F plazmidės iš donoro perduodamos recipientui, todėl genetinė medžiaga perduodama tarp dviejų organizmų, kaip parodyta 02 paveiksle. Tai yra pagrindinis mechanizmas, susijęs su horizontaliu genų perdavimu.
Perdavimas
Užsikrėtęs bakteriofagas sugeba įšvirkšti savo DNR į bakteriją, o tai lemia genų perdavimą tarp dviejų bakterijų antrosios infekcijos metu. Tai vyksta dviem procesais, vadinamais apibendrintu ir specializuotu perdavimu.
Horizontalaus genų perkėlimo panaudojimas
Genų inžinerijoje naudojamas horizontalus genų perkėlimas. Svetima DNR gali būti rekombinuota arba įterpta į recipiento organizmo genomą horizontaliai perduodant geną. Tai leidžia recipientams įgyti naujų bruožų, svarbių augimui ir išgyvenimui. Horizontalus genų perkėlimas yra nepaprastai svarbus prisitaikant ir vystantis tiek prokariotams, tiek eukariotams. Palankios savybės filtruojamos per natūralią atranką ir prisideda prie evoliucijos. Kai kurie organizmai genus, kurie yra vertingi prisitaikymui ir evoliucijai, perduoda horizontaliu genų perdavimu. Pavyzdžiui, bakterijos įgyja atsparumą antibiotikams yra horizontalaus genų perkėlimo rezultatas.
Horizontalus genų perkėlimas yra labiausiai mėgstamas tarp glaudžiai susijusių taksonų nei labai skirtingų rūšių. Taip pat gali atsirasti tarp bakterijų, gyvenančių toje pačioje mikroaplinkoje.
02 pav. Horizontalus bakterijų genų perkėlimas konjugacijos metu
Kuo skiriasi vertikalus ir horizontalus genų perdavimas?
Skirtingas straipsnis viduryje prieš lentelę
Vertikalus ir horizontalus genų perdavimas |
|
| Vertikalus genų perkėlimas reiškia procesą, perduodantį genetinę medžiagą iš tėvų palikuonims reprodukcijos būdu. | Horizontalus genų perkėlimas reiškia procesą, perduodantį genetinę medžiagą tarp nesusijusių organizmų. |
| Metodai | |
| Tai gali pasireikšti seksualinėmis, nelytinėmis ar dirbtinėmis priemonėmis. | Transformacija, transdukcija ir bakterijų konjugacija yra horizontalaus genų perdavimo mechanizmai. |
| Pasitaikymas | |
| Tai yra įprastas procesas. | Tai rečiau pasitaikantis procesas. |
| Priklausomybė nuo mobiliosios DNR | |
| Tai nepriklauso nuo mobiliųjų genetinių elementų. | Tai įmanoma dėl mobiliųjų DNR elementų, tokių kaip transpozonai, plazmidės, bakteriofagai. |
Santrauka - vertikalus ir horizontalus genų perdavimas
Genai gali vykti tarp susijusių ir nesusijusių asmenų. Yra du pagrindiniai genų perkėlimo tipai, pavadinti vertikaliais ir horizontaliais. Vertikalus genų perdavimas vyksta iš tėvų į palikuonis. Reprodukcijos ar augalų kryžminimo metu genai perduodami iš tėvų palikuonims. Horizontalus genų perkėlimas vyksta tarp skirtingų rūšių, kurios nėra susijusios. Tai nėra įmanoma kaip vertikalus genų perkėlimas. Tačiau dėl mobilių DNR elementų, tokių kaip plazmidės, šokinėjantys genai ir bakteriofagai, genai keičiasi horizontaliai tarp konjugacijos, pernešimo ir transformacijos. Horizontalus genų perkėlimas yra įprastas bakterijose ir archėjose nei eukariotuose. Tai yra skirtumas tarp vertikalaus ir horizontalaus genų perkėlimo.
