Разница между вертикальным и горизонтальным переносом генов

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

Ключевое различие - вертикальный и горизонтальный перенос генов

Перенос генов относится к процессу передачи или обмена генетическим материалом между организмами. ДНК, несущая функциональные гены, обменивается между организмами, вызывая изменение их геномного состава. Это может происходить двух типов: вертикальный перенос генов и горизонтальный перенос генов. Горизонтальный перенос генов относится к процессу передачи генетического материала между неродственными людьми. Вертикальный перенос генов относится к процессу, при котором гены передаются от родителей к их потомству. Это ключевое различие между вертикальным и горизонтальным переносом генов. Вертикальный перенос генов распространен среди организмов, тогда как горизонтальный перенос генов встречается реже.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные различия

2. Что такое вертикальный перенос генов

3. Что такое горизонтальный перенос генов

4. Сравнение бок о бок - вертикальный и горизонтальный перенос генов

5. Резюме

Что такое вертикальный перенос генов?

Вертикальный перенос гена - это метод передачи гена от родителя к потомству. Это может происходить либо посредством полового размножения, либо бесполого размножения, либо путем искусственных механизмов. Этот процесс - общий механизм, который происходит между родственными организмами. Передача генома от одного поколения к следующему происходит посредством вертикального переноса генов в живых организмах естественным путем. В программах селекции растений вертикальный перенос генов преднамеренно делается для передачи важных генов поколению F1. Два растения скрещиваются половым путем, чтобы смешать их гены и передать следующему поколению. Таким образом, ценные характеристики могут быть сохранены в потомстве, что позволит передать их будущим поколениям.

У бактерий наиболее распространенным методом бесполого размножения является бинарное деление. Двойное деление приводит к двум идентичным бактериальным клеткам. Это пример метода вертикального переноса генов бактерий. У людей заболевание, называемое СПИДом, передается от матери к ребенку в результате вертикального переноса генов.

Рисунок 01: Вертикальный перенос генов бактерий во время бинарного деления

Что такое горизонтальный перенос генов?

Горизонтальный перенос генов - это механизм, при котором генетический материал передается между неродственными организмами. Это также известно как латеральный перенос генов. Это происходит между разными геномами, например, между разными видами. Организмы приобретают разные характеристики посредством передачи генов. Горизонтальный перенос гена отличается от передачи гена от родителя к потомству.

Горизонтальный перенос генов упрощается благодаря нескольким типам ДНК, которыми обладают организмы. В основном это мобильные генетические элементы, такие как транспозоны (прыгающие гены), плазмиды (нехромосомная кольцевая ДНК) и бактериофаги (бактерии, заражающие вирусы). Это происходит через несколько механизмов, а именно.

Горизонтальные механизмы переноса генов

Трансформация

Прокариоты могут специально поглощать свободную ДНК в форме плазмид.

Бактериальная конъюгация

Режим полового размножения, который происходит между временно связанными двумя клетками. Во время конъюгации плазмиды F передаются от донора к реципиенту, что приводит к переносу генетического материала между двумя организмами, как показано на рисунке 02. Это основной механизм, связанный с горизонтальным переносом генов.

Трансдукция

Бактериофаг может вводить свою ДНК в бактерию при заражении, что приводит к передаче гена между двумя бактериями во время второй инфекции. Это происходит с помощью двух процессов, называемых обобщенным и специализированным преобразованием.

Использование горизонтального переноса генов

Горизонтальный перенос генов используется в генной инженерии. Чужеродная ДНК может быть рекомбинирована или вставлена в геном организма-реципиента при горизонтальном переносе генов. Это позволяет получателям приобретать новые черты, важные для роста и выживания. Горизонтальный перенос генов чрезвычайно важен для адаптации и эволюции как прокариот, так и эукариот. Благоприятные черты фильтруются посредством естественного отбора и вносят свой вклад в эволюцию. Некоторые организмы приобретают гены, ценные для адаптации и эволюции, посредством горизонтального переноса генов. Например, приобретение бактериями устойчивости к антибиотикам является результатом горизонтального переноса генов.

Горизонтальный перенос генов более предпочтителен среди близкородственных таксонов, чем среди очень разных видов. Это также может происходить между бактериями, обитающими в одном и том же микросреде.

Рисунок 02: Горизонтальный перенос генов бактерий во время конъюгации

В чем разница между вертикальным и горизонтальным переносом генов?

Различать статью в середине перед таблицей

Вертикальный и горизонтальный перенос генов
Вертикальный перенос генов относится к процессу передачи генетического материала от родителей к потомству путем воспроизводства.	Горизонтальный перенос генов относится к процессу передачи генетического материала между неродственными организмами.
Методы
Это может происходить половым, бесполым или искусственным путем.	Трансформация, трансдукция и бактериальная конъюгация - это механизмы, участвующие в горизонтальном переносе генов.
Вхождение
Это обычный процесс.	Это менее распространенный процесс.
Зависимость от мобильной ДНК
Это не зависит от мобильных генетических элементов.	Это возможно благодаря мобильным элементам ДНК, таким как транспозоны, плазмиды, бактериофаги.

Резюме - вертикальный и горизонтальный перенос генов

Передача генов может происходить между родственниками и лицами, не имеющими родства. Существует два основных типа передачи генов: вертикальный и горизонтальный. Вертикальная передача гена происходит от родителей к потомству. Во время размножения или скрещивания растений гены передаются от родителей к потомству. Горизонтальная передача генов происходит между разными видами, которые не связаны между собой. Это невозможно как вертикальный перенос генов. Однако из-за мобильных элементов ДНК, таких как плазмиды, прыгающие гены и бактериофаги, происходит горизонтальный обмен генов между организмами посредством конъюгации, трансдукции и трансформации. Горизонтальный перенос генов более распространен у бактерий и архей, чем у эукариот. В этом разница между вертикальным и горизонтальным переносом генов.