Horizontális géntranszfer
A horizontális géntranszfer (HGT) (vagy laterális géntranszfer) olyan folyamat, amelynek során egy szervezet genetikai anyagot kap egy másik szervezettől anélkül, hogy annak utóda lenne.
Ezzel szemben vertikális átvitelről akkor beszélünk, amikor egy szervezet genetikai anyagot kap az ősétől, például a szülőjétől vagy egy olyan fajtól, amelyből kifejlődött.
A genetika legtöbb gondolkodása a vertikális átvitelre összpontosított, de egyre inkább tudatosul, hogy a horizontális génátvitel is jelentős jelenség. Az egysejtűek között ez lehet a genetikai átvitel domináns formája. A mesterséges horizontális génátvitel a géntechnológia egyik formája.
Mechanizmus
A horizontális génátvitelnek többféle mechanizmusa van:
- Transzformáció, egy sejt genetikai elváltozása, amely idegen genetikai anyag (DNS vagy RNS) beviteléből, felvételéből és kifejeződéséből ered. Ez a folyamat viszonylag gyakori a baktériumoknál, de kevésbé az eukariótáknál. A transzformációt gyakran használják laboratóriumokban arra, hogy új géneket juttassanak be baktériumokba kísérletek, illetve ipari vagy orvosi alkalmazások céljából.
- Transzdukció, az a folyamat, amelynek során a bakteriális DNS-t egy bakteriális vírus (bakteriofág vagy "fág") egyik baktériumból a másikba juttatja.
- Bakteriális konjugáció, olyan folyamat, amelynek során egy baktériumsejt genetikai anyagot ad át egy másik sejtnek a sejtek közötti kapcsolat révén.
- A génátvivő ágens vagy "GTA" egy vírusszerű elem, amely a gazdaszervezet kromoszómájának véletlenszerű darabjait tartalmazza. A Rhodobacterales alfaproteobaktérium rend legtöbb tagjában megtalálható. A gazdaszervezet genomja kódolja őket. A GTA-k olyan gyakran adnak át DNS-t, hogy fontos szerepük lehet az evolúcióban.
Egy 2010-es jelentés szerint az antibiotikum-rezisztencia
génjeit a laboratóriumban létrehozott GTA-k segítségével lehet átvinni. - Integronok, a génkazetták átvitelére szolgáló bakteriális "készlet".
Történelem
A horizontális géntranszfert először Japánban írták le egy 1959-es publikációban, amely az antibiotikum-rezisztencia különböző baktériumfajok közötti átvitelét mutatta be.
Az 1980-as évek közepén Syvanen felvetette, hogy a laterális génátvitel nemcsak biológiai jelentőséggel bír, hanem a földi élet kezdetétől fogva részt vesz az evolúció történetének alakításában.
"A gének és genomok vizsgálata egyre inkább arra utal, hogy a prokarióták között jelentős horizontális átvitel történt". Úgy tűnik, hogy a jelenségnek az egysejtű eukarióták esetében is volt némi jelentősége. Ahogy Bapteste és munkatársai megjegyzik, "további bizonyítékok utalnak arra, hogy a génátvitel a protiszták evolúciójában is fontos evolúciós mechanizmus lehet".
Bizonyos bizonyítékok arra utalnak, hogy még a magasabb rendű növények és állatok is érintettek. Richardson és Palmer (2007) szerint: "A horizontális géntranszfer (HGT) jelentős szerepet játszott a baktériumok evolúciójában, és meglehetősen gyakori egyes egysejtű eukariótákban. A HGT elterjedtsége és jelentősége a többsejtű eukarióták evolúciójában azonban továbbra is tisztázatlan".
Kérdések és válaszok
K: Mi az a horizontális géntranszfer?
V: A horizontális géntranszfer az a folyamat, amikor egy szervezet genetikai anyagot szerez egy másik szervezettől, amely nem az utódja.
K: Miben különbözik a horizontális génátvitel a vertikális átviteltől?
V: Vertikális génátvitelről akkor beszélünk, amikor egy szervezet genetikai anyagot kap az ősétől, míg horizontális génátvitelről akkor, amikor egy szervezet genetikai anyagot szerez egy másik szervezettől, amely nem az utódja.
K: Mire összpontosított a genetika területén a legtöbb gondolkodás?
V: A genetikai gondolkodás nagy része a vertikális átvitelre összpontosított.
K: Miért jelentős jelenség a horizontális génátvitel?
V: A horizontális génátvitel azért jelentős jelenség, mert az egysejtűek között ez lehet a genetikai átvitel domináns formája.
K: Mi a mesterséges horizontális génátvitel?
V: A mesterséges horizontális géntranszfer a géntechnológia egyik fajtája, amely a genetikai anyag szándékos átvitelét jelenti egyik szervezetből a másikba.
K: Előfordulhat-e horizontális génátvitel különböző fajokhoz tartozó szervezetek között?
V: Igen, a horizontális génátvitel előfordulhat különböző fajokhoz tartozó szervezetek között.
K: Minden szervezetben tapasztalható-e horizontális génátvitel?
V: Nem, csak néhány szervezetnél, különösen az egysejtűeknél fordul elő horizontális génátvitel.
