Nøkkelforskjell – vertikal vs horisontal genoverføring
Genoverføring refererer til prosessen som overfører eller utveksler genetisk materiale mellom organismer. DNA som bærer funksjonelle gener utveksles mellom organismer som forårsaker endringen i deres genomiske sammensetning. Det kan forekomme i to typer k alt vertikal genoverføring og horisontal genoverføring. Horisontal genoverføring refererer til prosessen der genetisk materiale overføres mellom ubeslektede individer. Vertikal genoverføring refererer til prosessen der gener overføres fra foreldre til avkom. Dette er nøkkelforskjellen mellom vertikal og horisontal genoverføring. Vertikal genoverføring er vanlig blant organismer, mens horisontal genoverføring er mindre vanlig.
Hva er vertikal genoverføring?
Vertikal genoverføring er en metode for genoverføring fra foreldre til avkom. Det kan skje enten gjennom seksuell reproduksjon eller aseksuell reproduksjon eller kunstige mekanismer. Denne prosessen er en vanlig mekanisme som skjer mellom beslektede organismer. Genomer overføres fra en generasjon til neste generasjon skjer via vertikal genoverføring i levende organismer naturlig. I planteforedlingsprogrammer gjøres vertikal genoverføring med vilje for å overføre viktige gener til F1-generasjon. To planter krysses seksuelt for å blande genene og gå videre til neste generasjon. Ved å gjøre dette kan verdifulle egenskaper lagres i avkommet som muliggjør sirkulasjon i fremtidige generasjoner.
I bakterier er den vanligste aseksuelle reproduksjonsmetoden binær fisjon. Binær fisjon resulterer i to identiske bakterieceller. Det er et eksempel på vertikal genoverføringsmetode for bakterier. Hos mennesker overføres sykdommen k alt AIDS fra mor til baby på grunn av vertikal genoverføring.
Figur 01: Vertikal genoverføring av bakterier under binær fisjon
Hva er horisontal genoverføring?
Horisontal genoverføring er en mekanisme der genetisk materiale overføres mellom ikke-relaterte organismer. Det er også kjent som lateral genoverføring. Det forekommer mellom ulike genomer som mellom ulike arter. Organismer får ulike egenskaper gjennom genoverføring. Horisontal genoverføring er forskjellig fra genet som overføres fra foreldre til avkom.
Horisontal genoverføring er gjort enkelt på grunn av flere typer DNA som organismer besitter. De er hovedsakelig mobile genetiske elementer som transposoner (hoppende gener), plasmider (ikke-kromosom alt sirkulært DNA) og bakteriofager (bakterier som infiserer virus). Det skjer via flere mekanismer som følger.
Horisontale genoverføringsmekanismer
Transformation
Prokaryoter er spesielt i stand til å ta opp fritt DNA i form av plasmider.
Bakteriell konjugasjon
En modus for seksuell reproduksjon som skjer mellom midlertidig tilkoblede to celler. Under konjugering overføres F-plasmider fra donor til mottaker, noe som resulterer i overføring av genetisk materiale mellom to organismer som vist i figur 02. Dette er hovedmekanismen ved horisontal genoverføring.
Transduksjon
Bakteriofag er i stand til å injisere sitt DNA i en bakterie når de er infisert, noe som resulterer i genoverføring mellom to bakterier under den andre infeksjonen. Dette skjer via to prosesser k alt generalisert og spesialisert transduksjon.
Bruk av horisontal genoverføring
Horisontal genoverføring brukes i genteknologi. Fremmed DNA kan rekombineres eller settes inn i genomet til mottakerorganismen ved horisontal genoverføring. Det lar mottakere tilegne seg nye egenskaper som er viktige for vekst og overlevelse. Horisontal genoverføring er ekstremt viktig i tilpasning og utvikling av både prokaryoter og eukaryoter. Gunstige egenskaper filtreres gjennom naturlig utvalg og bidro til utviklingen. Noen organismer tilegner seg gener som er verdifulle for tilpasning og evolusjon gjennom horisontal genoverføring. For eksempel er tilegnelse av antibiotikaresistivitet av bakterier et resultat av horisontal genoverføring.
Horisontal genoverføring er mest foretrukket blant nært beslektede taxa enn svært forskjellige arter. Det kan også forekomme mellom bakterier som bor i det samme mikromiljøet.
Figur 02: Horisontal genoverføring av bakterier under konjugering
Hva er forskjellen mellom vertikal og horisontal genoverføring?
Vertikal vs horisontal genoverføring |
|
| Vertikal genoverføring refererer til prosessen som overfører genetisk materiale fra foreldre til avkom ved reproduksjon. | Horisontal genoverføring refererer til prosessen som overfører genetisk materiale mellom ubeslektede organismer. |
| Methods | |
| Det kan skje via seksuelle, aseksuelle eller kunstige midler. | Transformasjon, transduksjon og bakteriell konjugasjon er mekanismer involvert i horisontal genoverføring. |
| Forekomst | |
| Det er en vanlig prosess. | Det er en mindre vanlig prosess. |
| Avhengighet av mobilt DNA | |
| Det er ikke avhengig av mobile genetiske elementer. | Det er mulig på grunn av mobile DNA-elementer som transposoner, plasmider, bakteriofager. |
Sammendrag – vertikal vs horisontal genoverføring
Genoverføring kan forekomme mellom beslektede og ikke-relaterte individer. Det er to hovedtyper av genoverføring k alt vertikal og horisontal. Vertikal genoverføring skjer fra foreldre til avkom. Under reproduksjon eller plantekryssing overføres gener fra foreldre til avkom. Horisontal genoverføring skjer mellom forskjellige arter som ikke er i slekt. Det er ikke mulig som vertikal genoverføring. Men på grunn av mobile DNA-elementer som plasmider, hoppende gener og bakteriofager, utveksles gener mellom organismer horisont alt via konjugering, transduksjon og transformasjon. Horisontal genoverføring er vanlig hos bakterier og archaea enn eukaryoter. Dette er forskjellen mellom vertikal og horisontal genoverføring.
