Poziomy transfer genów

Z Wikipedii

Ten artykuł wymaga dopracowania zgodnie z zaleceniami edycyjnymi. Należy w nim poprawić: Styl, nazewnictwo enzymów i organizmów (polskie/łacińskie), szablony cytuj. Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdziesz na stronie dyskusji tego artykułu. Po naprawieniu wszystkich błędów można usunąć tę wiadomość.

Poziomy transfer genów (zwany też: horyzontalnym (HTG) lub lateralnym (LTG)) - przekazywanie genów od jednego do drugiego organizmu, przy czym pierwszy organizm nie jest przodkiem drugiego. Typowe dziedziczenie genów od przodka do potomka nazywane jest w terminologii genetycznej pionowym transferem genów (VTG ang: vertical gene transfer).

HTG można podzielić na naturalny i sztuczny:

• Naturalny HTG występuje przypadkowo i bardzo rzadko . Prawdopodobieństwo zaistnienia HTG jest znikomo małe, mimo to mnożenie liczebności organizmów i czasu wpłynęło na ewolucję, istotnie do tego stopnia że HTG jest proponowany jako kolejny paradygmat biologii^[1].
• Sztuczny HTG jest stosowany w inżynierii genetycznej. Przypadek jest zastąpiony celowym rozmyślnym działaniem, i często efektywnie P = 1.

W 1984 r. koncepcje HTG nazwaną wtedy jako międzygatunkowy przepływ genów wprowadził^[2] Michael Syvanen i ją sukcesywnie rozwijał^[3][4].

Spis treści 1 Transfer genów 1.1 Bakterie - bakterie 1.2 Z bakterii do drożdży 1.3 Z bakterii do owadów 2 Mechanizmy 3 Przypisy 3.1 Zobacz też

[edytuj] Transfer genów

[edytuj] Bakterie - bakterie

Dobrze i wcześnie poznano HTG u prokariotów; w tej gałęzi życia naturalny HTG zachodzi dzięki koniugacji, transdukcji i transformacji. Niektóre bakterie wytwarzają pile ułatwiające koniugacyjne przekazywanie DNA i tu pojęcia HTG i VTG są rozmyte. Gdy przez pile przenika DNA w tym samym gatunku określa się to jako VTG, gdy między gatunkami to wtedy określany jest jako HTG. Podobne rozmycie granic pomiędzy HTG i VTG może też występować w przypadku transdukcji i transformacji.

[edytuj] Z bakterii do drożdży

DHODaza, występuje w mitochondriach u wielu drożdży a u S. cerevisiae poza-mitochondrialnie w cytoplazmie. Ten cytoplazmatyczny enzym nabyty od Lactobacillales pozwala na wzrost w warunkach beztlenowych^{[potrzebne źródło]}.

U S. kluyveri DHODaza jest kodowana zarówno przez gen pochodzący z bakterii, jak i gen drożdżowy, i występuje w dwóch formach. Jest przykładem na przejściową fazę datującą HTG na 100 mln lat temu.^[5]. Jest to przykład podwójnego HTG - pierwszy 'stary' mitochondrialny przekazywany VTG i stosunkowo nowy HTG poprawiający niefunkcjonalne beztlenowo geny mitochondrialne.

Gen BDS1 GenPept Q08347^[6] kodujący 646 aminokwasowy enzym alkyl/aryl sulfatazę został włączony do genomu drożdży z alfa-proteobakterii, jego 1941-bp sekwencja jest zlokalizowana w przy-telomerowym regionie piętnastego chromosomu. Dzikie S. cerevisiae posiadające ten gen są zdolne wykorzystać nawet SDS jako źródło siarki. Inny HTG pojmany gen to URA1[3] jest także pochodzenia bakteryjnego^[7].

[edytuj] Z bakterii do owadów

Zespół naukowców z University of Rochester oraz instytutu badawczego J. Craig Venter Institute w Rockville (kierownik prac - prof. Jack Warren) odkrył cały genom pasożytniczej bakterii Wolbachia w drugim chromosomie DNA muszki owocowej (D. ananasae). Geny pochodzące od bakterii podlegały takiemu samemu dziedziczeniu jak czysto owadzie geny - stwierdził dr Michael Clark. Prawdopodobnie do wchłonięcia genomu bakterii doszło podczas procesu naprawiania DNA przez komórki owadów. Unikalność tego przypadku polega na wchłonięciu całego obcego genomu^[8].

Ten artykuł wymaga uzupełnienia źródeł podanych informacji. Aby uczynić go weryfikowalnym, należy podać przypisy do materiałów opublikowanych w wiarygodnych źródłach. Adnotacja: ta sekcja.

Transfer genów zachodzi wśród prokariotów w o wiele większym stopniu niż u eukariotów, zachodzi też o wiele częściej pomiędzy bardziej spokrewnionymi grupami niż pomiędzy mniej spokrewnionymi. Ważnym wyjątkiem^{[potrzebne źródło]} jest transfer genów z endosymbiontów (mitochondria, chloroplasty) do jądra komórkowego. Można to wyjaśnić tym, że w blisko spokrewnionych organizmach, ekspresja tego samego genu będzie z większym prawdopodobieństwem podobna niż w słabiej spokrewnionych^{[potrzebne źródło]}.

Najłatwiej transferowane są geny odpowiedzialne za pojedyncze reakcje, o wiele rzadziej dochodzi do transferu dużych kompleksów genów. Jest to jeden z powodów tego, że geny operacyjne, czyli odpowiedzialne za różne procesy biochemiczne zachodzące w komórce są transferowane o wiele częściej niż geny informacyjne, czyli odpowiedzialne za zarządzanie informacją w komórce (transkrypcja, translacja itp). Te pierwsze to zwykle jeden do kilku enzymów, te drugie zaś działają jako duża grupa bardzo blisko powiązanych enzymów, i nie można wymienić czy dodać jednego czy nawet tylko kilku z nich.

[edytuj] Mechanizmy

Najprostszym mechanizmem jest wychwyt DNA martwego organizmu. Takie zjawisko zachodzi bardzo łatwo wśród prokariotów. Uważa się, że udokumentowane przypadki transferu między endosymbiontami a eukariotami mają podobny charakter.

Innym możliwym mechanizmem jest wymiana plazmidów między bakteriami. Jeszcze innym są wirusy, które razem ze swoim materiałem genetycznym transferują też czasem fragmenty genów poprzednio zarażonego organizmu. Możliwe są też zaburzenia fagocytozy kończące się przedostaniem zawartości "pokarmu" do cytoplazmy.

Przypisy

[edytuj] Zobacz też

hipoteza multiregionalna