Diferența cheie – Transferul genelor vertical vs orizontal
Transferul genetic se referă la procesul de transfer sau schimb de material genetic între organisme. ADN-ul care poartă gene funcționale este schimbat între organisme, provocând modificarea compoziției lor genomice. Poate apărea în două tipuri, numite transfer genic vertical și transfer genic orizontal. Transferul orizontal al genelor se referă la procesul prin care materialul genetic este transferat între indivizi neînrudiți. Transferul genic vertical se referă la procesul prin care genele sunt transferate de la părinte la descendenții lor. Aceasta este diferența cheie între transferul de gene vertical și orizontal. Transferul genelor pe verticală este obișnuit între organisme, în timp ce transferul genelor orizontal este mai puțin frecvent.
Ce este transferul genelor verticale?
Transferul genic vertical este o metodă de transfer de gene de la părinte la descendenții lor. Poate apărea fie prin reproducere sexuală, fie prin reproducere asexuată sau prin mecanisme artificiale. Acest proces este un mecanism comun care se întâmplă între organismele înrudite. Genomul este transmis de la o generație la generația următoare prin transferul vertical de gene în organismele vii în mod natural. În programele de ameliorare a plantelor, transferul vertical de gene se face intenționat pentru a transfera gene importante la generația F1. Două plante sunt încrucișate sexual pentru a-și amesteca genele și a trece la generația următoare. Procedând astfel, caracteristicile valoroase pot fi stocate în urmași, permițând circulația în generațiile viitoare.
În bacterii, cea mai comună metodă de reproducere asexuată este fisiunea binară. Fisiunea binară are ca rezultat două celule bacteriene identice. Este un exemplu de metodă de transfer genic vertical al bacteriilor. La oameni, boala numită SIDA se transmite de la mamă-mamă la copil datorită transferului vertical de gene.
Figura 01: Transferul genic vertical al bacteriilor în timpul fisiunii binare
Ce este transferul genelor orizontale?
Transferul genic orizontal este un mecanism prin care materialul genetic este transferat între organisme neînrudite. Este cunoscut și sub numele de transfer lateral de gene. Apare între diferite genomi, cum ar fi între diferite specii. Organismele dobândesc caracteristici diferite prin transferul de gene. Transferul genelor orizontal este diferit de transferul genei de la părinte la descendent.
Transferul orizontal al genelor este facilitat datorită mai multor tipuri de ADN deținute de organisme. Ele sunt în principal elemente genetice mobile, cum ar fi transpozonii (genele săritoare), plasmidele (ADN circular non-cromozomial) și bacteriofagi (bacteriile care infectează virusurile). Are loc prin mai multe mecanisme, după cum urmează.
Mecanisme orizontale de transfer de gene
Transformare
Procariotele sunt capabile să preia ADN-ul liber în mod special sub formă de plasmide.
Conjugare bacteriană
Un mod de reproducere sexuală care are loc între două celule conectate temporar. În timpul conjugării, plasmidele F sunt transferate de la donor la primitor, rezultând transferul de material genetic între două organisme, așa cum se arată în figura 02. Acesta este mecanismul principal implicat în transferul orizontal al genelor.
Transducție
Bacteriofagul este capabil să-și injecteze ADN-ul într-o bacterie atunci când este infectat, ceea ce duce la transferul de gene între două bacterii în timpul celei de-a doua infecții. Acest lucru are loc prin două procese numite transducție generalizată și specializată.
Utilizări ale transferului genic orizontal
Transferul genic orizontal este utilizat în inginerie genetică. ADN-ul străin poate fi recombinat sau inserat în genomul organismului receptor în transferul orizontal al genelor. Permite beneficiarilor să dobândească trăsături noi importante pentru creștere și supraviețuire. Transferul orizontal al genelor este extrem de important în adaptarea și evoluția atât a procariotelor, cât și a eucariotelor. Trăsăturile favorabile sunt filtrate prin selecția naturală și au contribuit la evoluție. Unele organisme dobândesc gene care sunt valoroase pentru adaptare și evoluție prin transferul orizontal al genelor. De exemplu, dobândirea rezistivității la antibiotice de către bacterii este rezultatul transferului orizontal al genelor.
Transferul genic orizontal este cel mai favorizat printre taxonii strâns înrudiți decât speciile foarte diferite. Poate apărea și între bacteriile care locuiesc în același micromediu.
Figura 02: Transferul genic orizontal al bacteriilor în timpul conjugării
Care este diferența dintre transferul genelor vertical și orizontal?
Transfer genic vertical vs orizontal |
|
| Transferul genic vertical se referă la procesul care transferă materialul genetic de la părinte la descendent prin reproducere. | Transferul genelor orizontale se referă la procesul prin care se transferă material genetic între organisme neînrudite. |
| Metode | |
| Poate apărea prin mijloace sexuale, asexuate sau artificiale. | Transformarea, transducția și conjugarea bacteriană sunt mecanisme implicate în transferul orizontal al genelor. |
| Apariție | |
| Este un proces comun. | Este un proces mai puțin obișnuit. |
| Dependență de ADN-ul mobil | |
| Nu depinde de elementele genetice mobile. | Este posibil datorită elementelor mobile de ADN, cum ar fi transpozonii, plasmidele, bacteriofagii. |
Rezumat – Transfer de gene vertical vs orizontal
Transferul de gene poate avea loc între persoane înrudite și neînrudite. Există două tipuri principale de transfer de gene, numite vertical și orizontal. Transmiterea genică verticală are loc de la părinte la descendent. În timpul reproducerii sau încrucișării plantelor, genele sunt transferate de la părinți la descendenți. Transferul orizontal al genelor are loc între diferite specii care nu sunt înrudite. Nu este fezabil ca transfer vertical de gene. Cu toate acestea, datorită elementelor mobile ale ADN-ului, cum ar fi plasmidele, genele de s alt și bacteriofagii, schimbul de gene între organisme pe orizontală prin conjugare, transducție și transformare. Transferul de gene orizontal este comun în bacterii și arhee decât eucariote. Aceasta este diferența dintre transferul genelor vertical și orizontal.
