Rozdíl mezi vertikálním a horizontálním přenosem genů
Share
Klíčový rozdíl - vertikální vs. horizontální přenos genů
Genový přenos znamená proces, který přenáší nebo vyměňuje genetický materiál mezi organismy. DNA, která nese funkční geny, se vyměňuje mezi organismy, které způsobují změnu jejich genomického složení. Může se vyskytnout ve dvou typech zvaných vertikální genový přenos a horizontální genový přenos. Horizontální genový přenos označuje proces, ve kterém je genetický materiál přenášen mezi nesouvisejícími jedinci. Vertikální přenos genů znamená proces, ve kterém jsou geny přenášeny z rodiče na jejich potomstvo. Toto je klíčový rozdíl mezi vertikálním a horizontálním přenosem genů. Vertikální přenos genů je běžný u organismů, zatímco horizontální přenos genů je méně častý.
OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je vertikální přenos genů
3. Co je horizontální přenos genů
4. Srovnání bok po boku - vertikální vs. horizontální přenos genů
5. Shrnutí
Co je vertikální přenos genů?
Vertikální přenos genů je metoda přenosu genů z rodičů na jejich potomky. Může k němu dojít buď pohlavní reprodukcí nebo asexuální reprodukcí nebo umělým mechanismem. Tento proces je běžný mechanismus, který se děje mezi příbuznými organismy. Genomy se přenášejí z jedné generace na další generaci, která nastává přirozeným přenosem vertikálních genů v živých organismech. V programech šlechtění rostlin je vertikální přenos genů záměrně prováděn pro přenos důležitých genů do generace F1. Dvě rostliny jsou kříženy sexuálně, aby smíchaly své geny a přecházely do další generace. Tímto způsobem mohou být u potomků uloženy cenné vlastnosti umožňující cirkulaci v budoucích generacích.
U bakterií je nejčastější metodou asexuální reprodukce binární štěpení. Binární štěpení vede ke dvěma identickým bakteriálním buňkám. Je to příklad metody vertikálního přenosu genů bakterií. U lidí se onemocnění zvané AIDS přenáší z mateřské matky na dítě v důsledku vertikálního přenosu genů.
Obrázek 01: Vertikální genový přenos bakterií během binárního štěpení
Co je horizontální přenos genů?
Horizontální genový přenos je mechanismus, ve kterém je genetický materiál přenášen mezi nesouvisejícími organismy. Je také známý jako laterální genový přenos. Vyskytuje se mezi různými genomy, například mezi různými druhy. Organismy získávají různé vlastnosti prostřednictvím přenosu genů. Horizontální přenos genů se liší od přenosu genů z rodičů na potomky.
Horizontální přenos genů je snadný díky několika typům DNA, kterou organismus vlastní. Jsou to hlavně mobilní genetické prvky, jako jsou transposony (skákající geny), plazmidy (nechromozomální cirkulární DNA) a bakteriofágy (bakterie infikující viry). Dochází k ní několika mechanismy následovně.
Mechanismy přenosu horizontálního genu
Proměna
Prokaryoty jsou schopny speciálně přijímat volnou DNA ve formě plazmidů.
Bakteriální konjugace
Režim sexuální reprodukce, ke kterému dochází mezi dočasně spojenými dvěma buňkami. Během konjugace jsou F plazmidy přeneseny z dárce na příjemce, což vede k přenosu genetického materiálu mezi dvěma organismy, jak je znázorněno na obrázku 02. Toto je hlavní mechanismus, který zahrnuje horizontální přenos genů.
Převod
Bakteriofág je schopen při infekci injikovat svou DNA do bakterie, což vede k přenosu genů mezi dvěma bakteriemi během druhé infekce. K tomu dochází prostřednictvím dvou procesů nazvaných generalizovaná a specializovaná transdukce.
Použití horizontálního přenosu genů
Horizontální přenos genů se používá v genetickém inženýrství. Cizí DNA může být rekombinována nebo vložena do genomu recipientního organismu při horizontálním přenosu genů. Umožňuje příjemcům získat nové vlastnosti důležité pro růst a přežití. Horizontální přenos genů je nesmírně důležitý při adaptaci a vývoji prokaryot i eukaryot. Příznivé vlastnosti jsou filtrovány prostřednictvím přirozeného výběru a přispívají k vývoji. Některé organismy získávají geny, které jsou cenné pro adaptaci a vývoj pomocí horizontálního přenosu genů. Například získání antibiotické rezistence bakteriemi je výsledkem horizontálního přenosu genů.
Mezi úzce příbuznými taxony je nejvíce preferován horizontální přenos genů než vysoce odlišné druhy. Může se také vyskytovat mezi bakteriemi obývajícími stejné mikroprostředí.
Obrázek 02: Horizontální genový přenos bakterií během konjugace
Jaký je rozdíl mezi vertikálním a horizontálním přenosem genů??
Vertikální vs. horizontální přenos genů | |
| Vertikální přenos genů označuje proces, který reprodukcí přenáší genetický materiál z rodiče na potomky. | Horizontální přenos genů označuje proces, který přenáší genetický materiál mezi nepříbuznými organismy. |
| Metody | |
| Může k tomu dojít sexuálním, asexuálním nebo umělým způsobem. | Transformace, transdukce a bakteriální konjugace jsou mechanismy zapojené do horizontálního přenosu genů. |
| Výskyt | |
| Je to běžný proces. | Je to méně běžný proces. |
| Závislost na mobilní DNA | |
| Nezávisí na mobilních genetických prvcích. | Je to možné díky mobilním prvkům DNA, jako jsou transpozony, plazmidy, bakteriofágy. |
Shrnutí - vertikální vs. horizontální přenos genů
K přenosu genů může dojít mezi příbuznými a nepříbuznými jedinci. Existují dva hlavní typy přenosu genů nazvané vertikální a horizontální. K vertikálnímu přenosu genů dochází z rodičů na potomky. Během reprodukce nebo křížení rostlin jsou geny přenášeny z rodičů na potomstvo. K horizontálnímu přenosu genů dochází mezi různými druhy, které nejsou příbuzné. To není proveditelné jako vertikální přenos genů. Avšak díky mobilním elementům DNA, jako jsou plazmidy, skákající geny a bakteriofágy, dochází k výměně genů mezi organismy horizontálně prostřednictvím konjugace, transdukce a transformace. Horizontální přenos genů je běžný u bakterií a archaea než u eukaryot. To je rozdíl mezi vertikálním a horizontálním přenosem genů.
Odkaz:
1. Hotopp, Julie C. Dunning. "Horizontální přenos genů mezi bakteriemi a zvířaty." Trendy v genetice: TIG. US National Library of Medicine, duben 2011. Web. 9. května 2017
2. Rogers, Kara. "Horizontální přenos genů." Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, inc., 22. listopadu 2016. Web. 9. května 2017. https://www.britannica.com/science/horizontal-gene-transfer
3. Lacroix, Benoît. "Přenos DNA z bakterií na eukaryoty." MBio. N.p., 12. července 2016. Web. 9. května 2017
Obrázek se svolením:
1. „Binární štěpení 2“ od Ecoddington14 - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Binary_Fission.png (CC BY-SA 3.0) přes Commons Wikimedia
2. „Konjugace“ Adenosinem - vlastní práce (CC BY-SA 3.0) přes Commons Wikimedia
