Transferul orizontal de gene
Transferul orizontal de gene (HGT) (sau transferul lateral de gene) este orice proces prin care un organism primește material genetic de la un alt organism fără a fi urmașul acelui organism.
În schimb, transferul vertical are loc atunci când un organism primește material genetic de la strămoșul său, de exemplu, de la părintele său sau de la o specie din care a evoluat.
Cea mai mare parte a gândirii în domeniul geneticii s-a concentrat asupra transferului vertical, dar există o conștientizare din ce în ce mai mare a faptului că transferul orizontal de gene este un fenomen semnificativ. Printre organismele unicelulare, acesta poate fi forma dominantă de transfer genetic. Transferul orizontal artificial de gene este o formă de inginerie genetică.
Mecanism
Există mai multe mecanisme de transfer orizontal de gene:
- Transformarea, modificarea genetică a unei celule ca urmare a introducerii, absorbției și exprimării de material genetic străin (ADN sau ARN). Acest proces este relativ frecvent la bacterii, dar mai puțin la eucariote. Transformarea este adesea utilizată în laboratoare pentru a introduce gene noi în bacterii pentru experimente sau pentru aplicații industriale sau medicale.
- Transducția, procesul prin care ADN-ul bacterian este transferat de la o bacterie la alta de către un virus bacterian (un bacteriofag sau "fag").
- Conjugare bacteriană, un proces prin care o celulă bacteriană transferă material genetic unei alte celule prin contact între celule.
- Un agent de transfer de gene sau "GTA" este un element asemănător unui virus care conține fragmente aleatorii din cromozomul gazdei. Acestea se găsesc la majoritatea membrilor ordinului Rhodobacterales al alfa-proteobacteriilor. Ele sunt codificate de genomul gazdei. GTA-urile transferă ADN atât de frecvent încât este posibil să aibă un rol important în evoluție.
Un raport din 2010 a constatat că genele de rezistență la
antibiotice ar putea fi transferate prin ingineria GTA-urilor în laborator. - Integronii, un "kit" bacterian pentru transferul de casete genetice.
Istoric
Transferul orizontal de gene a fost descris pentru prima dată în Japonia, într-o publicație din 1959, care a demonstrat transferul de rezistență la antibiotice între diferite specii de bacterii.
La mijlocul anilor 1980, Syvanen a sugerat că transferul lateral de gene nu numai că avea o semnificație biologică, dar era implicat în modelarea istoriei evoluției de la începutul vieții pe Pământ.
"Din ce în ce mai mult, studiile asupra genelor și genomurilor indică faptul că a avut loc un transfer orizontal considerabil între procariote". Fenomenul pare să fi avut o anumită importanță și pentru eucariotele unicelulare. După cum observă Bapteste et al., "dovezi suplimentare sugerează că transferul de gene ar putea fi, de asemenea, un mecanism evolutiv important în evoluția proștilor".
Există unele dovezi că și plantele și animalele superioare au fost afectate. Richardson și Palmer (2007) afirmă: "Transferul orizontal de gene (HGT) a jucat un rol major în evoluția bacteriilor și este destul de comun la anumite eucariote unicelulare. Cu toate acestea, prevalența și importanța HGT în evoluția eucariotelor pluricelulare rămâne neclară".
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce este transferul orizontal de gene?
R: Transferul orizontal de gene este un proces prin care un organism dobândește material genetic de la un alt organism care nu este urmașul său.
Î: Prin ce se deosebește transferul genetic orizontal de cel vertical?
R: Transferul vertical are loc atunci când un organism obține material genetic de la strămoșul său, în timp ce transferul genetic orizontal are loc atunci când un organism dobândește material genetic de la un alt organism care nu este descendentul său.
Î: Pe ce s-a concentrat cea mai mare parte a gândirii în domeniul geneticii?
R: Cea mai mare parte a gândirii în genetică s-a concentrat asupra transferului vertical.
Î: De ce este transferul orizontal de gene un fenomen important?
R: Transferul orizontal de gene este un fenomen important deoarece, în rândul organismelor unicelulare, acesta poate fi forma dominantă de transfer genetic.
Î: Ce este transferul genetic orizontal artificial?
R: Transferul orizontal artificial de gene este un tip de inginerie genetică care implică transferul deliberat de material genetic de la un organism la altul.
Î: Poate avea loc transferul orizontal de gene între organisme din specii diferite?
R: Da, transferul orizontal de gene poate avea loc între organisme de specii diferite.
Î: Toate organismele se confruntă cu transferul orizontal de gene?
R: Nu, doar unele organisme experimentează transferul orizontal de gene, în special organismele unicelulare.
