Ero vertikaalisen ja horisontaalisen geeninsiirron välillä

Avainero - pystysuora vs. vaakasuora geeninsiirto
 

Geenisiirrolla tarkoitetaan prosessia, joka siirtää tai vaihtaa geneettistä materiaalia organismien välillä. Funktionaalisia geenejä kantava DNA vaihdetaan organismien kesken, mikä aiheuttaa muutoksen niiden genomisessa koostumuksessa. Se voi esiintyä kahdessa tyypissä, nimeltään pystysuora geeninsiirto ja horisontaalinen geeninsiirto. Horisontaalisella geeninsiirrolla tarkoitetaan prosessia, jossa geenimateriaali siirretään toisiinsa liittymättömien yksilöiden välillä. Vertikaalinen geenisiirto viittaa prosessiin, jossa geenit siirretään vanhemmiltaan jälkeläisille. Tämä on avainero vertikaalisen ja vaakasuoran geeninsiirron välillä. Geenin siirtäminen pystysuunnassa on yleistä organismien keskuudessa, kun taas geenin siirto horisontaalisesti on vähemmän yleistä.

SISÄLLYS
1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on vertikaalinen geeninsiirto
3. Mikä on horisontaalinen geenisiirto
4. Vertailu rinnakkain - pystysuuntainen ja vaakasuora geeninsiirto
5. Yhteenveto

Mikä on vertikaalinen geenisiirto?

Geenin siirtäminen pystysuunnassa on menetelmä geenin siirtämiseksi vanhemmiltaan jälkeläisille. Se voi tapahtua joko seksuaalisen lisääntymisen tai epäseksuaalisen lisääntymisen tai keinotekoisten mekanismien avulla. Tämä prosessi on yleinen mekanismi, joka tapahtuu sukulaisten organismien välillä. Genomit siirtyvät sukupolvelta toiselle sukupolvelle tapahtuu vertikaalisen geeninsiirron kautta elävissä organismeissa luonnollisesti. Kasvinjalostusohjelmissa vertikaalinen geeninsiirto tapahtuu tarkoituksella tärkeiden geenien siirtämiseksi F1-sukupolvelle. Kaksi kasvia risteytetään seksuaalisesti sekoittaakseen geeninsä ja siirtyäkseen seuraavalle sukupolvelle. Näin tekemällä jälkeläisiin voidaan tallentaa arvokkaita ominaisuuksia, mikä mahdollistaa liikkumisen tulevissa sukupolvissa.

Bakteereissa yleisin aseksuaalinen lisääntymismenetelmä on binaarifissio. Binaarifissio johtaa kahteen identtiseen bakteerisoluun. Se on esimerkki bakteerien vertikaalisesta geeninsiirtomenetelmästä. Ihmisillä AIDS-niminen sairaus siirtyy vanhemmilta äideltä vauvalle vertikaalisen geeninsiirron takia.

Kuva 01: Bakteerien pystysuora geeninsiirto binaarifission aikana

Mikä on horisontaalinen geenisiirto?

Horisontaalinen geeninsiirto on mekanismi, jossa geenimateriaalia siirretään toisiinsa liittymättömien organismien välillä. Se tunnetaan myös nimellä lateraalinen geeninsiirto. Se esiintyy eri genomien välillä, kuten eri lajien välillä. Organismit saavat erilaisia ​​ominaisuuksia geeninsiirron avulla. Horisontaalinen geenisiirto eroaa geenistä, joka siirtyy vanhemmilta jälkeläisille.

Horisontaalinen geeninsiirto on helppoa, koska organismit hallitsevat monentyyppisiä DNA: ta. Ne ovat pääasiassa liikkuvia geenielementtejä, kuten transposonit (hyppygeenit), plasmidit (ei-kromosomaalinen pyöreä DNA) ja bakteriofagit (viruksia tartuttavat bakteerit). Se tapahtuu useiden mekanismien kautta seuraavasti.

Horisontaaliset geeninsiirtomekanismit

muutos

Prokaryootit kykenevät ottamaan vapaasti DNA: ta erityisesti plasmidien muodossa.

Bakteerikonjugaatio

 Seksuaalisen lisääntymisen tila, joka tapahtuu väliaikaisesti kytkettyjen kahden solun välillä. Konjugaation aikana F-plasmidit siirretään luovuttajalta vastaanottajalle, mikä johtaa geneettisen materiaalin siirtoon kahden organismin välillä, kuten kuvassa 02. Tämä on päämekanismi, joka liittyy horisontaaliseen geeninsiirtoon..

transduktio

Bakteriofagi pystyy injektoimaan DNA: nsa bakteereihin tartunnan sattuessa, mikä johtaa geeninsiirtoon kahden bakteerin välillä toisen infektion aikana. Tämä tapahtuu kahden prosessin, jonka nimi on yleistetty ja erikoistunut transduktio, kautta.

Horisontaalisen geeninsiirron käyttö

Geenitekniikassa käytetään horisontaalista geeninsiirtoa. Vieras DNA voidaan yhdistää tai insertoida vastaanottajaorganismin genomiin horisontaalisessa geeninsiirrossa. Se antaa vastaanottajille mahdollisuuden hankkia uusia kasvun ja selviytymisen kannalta tärkeitä piirteitä. Horisontaalinen geeninsiirto on erittäin tärkeä sekä prokaryootien että eukaryootien sopeutumisessa ja evoluutiossa. Suotuisat piirteet suodatetaan luonnollisen valinnan kautta ja edistävät kehitystä. Jotkut organismit hankkivat geenejä, jotka ovat arvokkaita sopeutumiseen ja evoluutioon horisontaalisen geeninsiirron kautta. Esimerkiksi bakteerien antibioottiresistanssin saaminen on seurausta horisontaalisesta geeninsiirrosta.

Horisontaalista geeninsiirtoa suositaan läheisesti sukulaisissa taksoissa kuin hyvin erilaisia ​​lajeja. Sitä voi esiintyä myös bakteereissa, jotka asuvat samassa mikroympäristössä.

Kuvio 02: Bakteerien horisontaalinen geeninsiirto konjugoinnin aikana

Mitä eroa on vertikaalisen ja horisontaalisen geeninsiirron välillä??

Pysty vs horisontaalinen geeninsiirto
Vertikaalisella geeninsiirrolla tarkoitetaan prosessia, joka siirtää geneettistä materiaalia vanhemmilta jälkeläisille lisääntymisen kautta.	Horisontaalisella geenisiirrolla tarkoitetaan prosessia, joka siirtää geneettistä materiaalia toisiinsa liittymättömien organismien välillä.
menetelmät
Se voi tapahtua seksuaalisesti, epäseksuaalisesti tai keinotekoisesti.	Transformaatio, transduktio ja bakteerikonjugaatio ovat mekanismeja, jotka liittyvät horisontaaliseen geeninsiirtoon.
esiintyminen
Se on yleinen prosessi.	Se on vähemmän yleinen prosessi.
Riippuvuus liikkuvasta DNA: sta
Se ei riipu liikkuvista geneettisistä elementeistä.	Se on mahdollista liikkuvien DNA-elementtien, kuten transposonien, plasmidien, bakteriofaagien, vuoksi.

Yhteenveto - pystysuora vs horisontaalinen geenisiirto

Geenisiirto voi tapahtua sukulaisten ja sukulaisten välillä. On olemassa kaksi päätyyppiä siirtäviä geenejä nimeltään pystysuora ja vaakasuora. Geenin pystysuuntainen siirtyminen tapahtuu vanhemmilta jälkeläisille. Lisääntymisen tai kasvien risteytyksen aikana geenit siirtyvät vanhemmilta jälkeläisiin. Geenin horisontaalinen siirto tapahtuu eri lajien välillä, jotka eivät ole sukulaisia. Se ei ole mahdollista vertikaalisena geeninsiirtona. Liikkuvien DNA-elementtien, kuten plasmidien, hyppygeenien ja bakteriofaagien, vuoksi geenit vaihtavat organismien kesken horisontaalisesti konjugaation, transduktion ja transformoinnin kautta. Horisontaalinen geeninsiirto on yleistä bakteereissa ja arhaassa kuin eukaryootit. Tämä on ero vertikaalisen ja horisontaalisen geeninsiirron välillä.

Viite:
1. Hotopp, Julie C. Dunning. "Horisontaalinen geeninsiirto bakteerien ja eläinten välillä." Genetiikan suuntaukset: TIG. Yhdysvaltain kansallinen lääketieteellinen kirjasto, huhtikuu 2011. Web. 9. toukokuuta 2017
2. Rogers, Kara. "Horisontaalinen geeninsiirto." Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, inc., 22. marraskuuta 2016. Web. 9. toukokuuta 2017. https://www.britannica.com/science/horizontal-gene-transfer
3. Lacroix, Benoît. "DNA: n siirto bakteereista eukaryooteille." MBio. N., 12. heinäkuuta 2016. Web. 9. toukokuuta 2017

Kuvan kohteliaisuus:
1. “Binary Fission 2” kirjoittanut Ecoddington14 - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Binary_Fission.png (CC BY-SA 3.0) Commons-sivuston kautta
2. “Konjugaatio” Adenosine - Oma työ (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta