Vízszintes génátvitel

A horizontális géntranszfer (HGT) az a folyamat, amelynek során egy szervezet genetikai anyagot ad át egy nem leszármazott szervezetnek. Ezzel szemben a vertikális géntranszfer során egy szervezet genetikai anyagot kap egy ősétől. A genetika főként egyszerű vertikális géntranszferrel foglalkozik.

Mesterséges horizontális géntranszfert alkalmaznak a géntechnológiában .

Történelem

A horizontális géntranszfert először Japánban írták le 1959-ben egy publikációval, amely bemutatta az antibiotikum- rezisztencia átvitelét a különböző baktériumfajok között [1] [2] . Az 1980-as évek közepén Michael Sivyanen [3] megjósolta, hogy a horizontális géntranszfer létezik, biológiai jelentőséggel bír, és a földi élet kezdete óta részt vesz az evolúciós történelem alakításában.

1999-ben Ravi Jain, Maria Rivera és James Lake ezt írta: "A génekkel és genomokkal kapcsolatos tanulmányok egyre inkább azt mutatják, hogy jelentős horizontális géntranszfer ment végbe a prokarióták között " [4] (lásd még Lake és Rivera, 2007) [5] . Úgy tűnik, hogy ez a folyamat az egysejtű eukariótákra is hatással volt . Ahogy Eric Baptest és munkatársai (2005) írják: "További bizonyítékok arra utalnak, hogy a géntranszfer is fontos evolúciós mechanizmus lehet a protozoonok evolúciójában " [6] .

Carl Woese 2004-ben publikált egy cikket, amelyben azzal érvelt, hogy az élő szervezetek ősi csoportjai között óriási a genetikai információátvitel. Az ókorban az általa horizontális géntranszfernek nevezett folyamat uralkodott. Sőt, minél távolabb van a múlt, annál erősebb ez a túlsúly. [7]

Bizonyítékok vannak arra, hogy még magasabb rendű növényeket és állatokat is érintettek, és ez biztonsági aggályokat vet fel [8] . Így 2010-ben a tudósok egy csoportja Cédric Feschotte vezetésével a dél-amerikai vérszívó Rhodnius prolixus poloska által megharapott emlősök ( oposszumok és saimiri majmok ) genomjának elemzése eredményeként felfedezte egy DNS-fragmens vízszintes átvitelét. - transzpozon . Ennek a DNS-fragmensnek az azonossága emlősökben és rovarokban eléri a 98%-ot [9] .

Aaron Richardson és Geoffrey Palmer (2007) azonban kijelentik: „A vízszintes génátvitel nagy szerepet játszott a baktériumok fejlődésében, és meglehetősen gyakori egyes egysejtű eukariótákban. A horizontális transzfer prevalenciája és jelentősége a többsejtű eukarióták evolúciójában azonban továbbra is tisztázatlan." [tíz]

Egyre több bizonyíték utal e jelenségek fejlődési fontosságára (lásd alább), Peter Gogarten molekuláris biológus a horizontális géntranszfert "a biológia új paradigmájának" nevezte [11] .

Vírusok

A vírusok közötti génátvitelre példa a mimivírus és a kis virofág Sputnik . Mindkettő megfertőzi az amőbát , de a virofág nem képes szaporodni a mimivírus hiányában [12] . A 13 virofág gén közül, amelyek kevéssé hasonlítanak más génekhez, 3 hasonlít a Mimivirus és Mamavirus génekhez , és a részecskék képződése idején szerepelhetett a virofág genomjában. Feltételezhető, hogy a szatellitvírus horizontális géntranszfert tud végrehajtani a vírusok között, hasonlóan ahhoz, ahogy a bakteriofágok a baktériumok között szállítanak géneket [13] .

Lásd még

• Pangen

Jegyzetek

1. ↑ Ochiai K., Yamanaka T., Kimura K., Sawada, O. A gyógyszerrezisztencia öröklődése (és annak átvitele) a Shigella törzsek és a Shigella és E. coli törzsek között  (japán)  // Hihon Iji Shimpor. - 1959. - T. 1861 . - S. 34 .
2. ↑ Akiba T., Koyama K., Ishiki Y., Kimura S., Fukushima T. A Shigella többszörösen gyógyszerrezisztens klónjainak kialakulásának mechanizmusáról   // Jpn . J. Microbiol. : folyóirat. - 1960. - április ( 4. köt. ). - P. 219-227 . — PMID 13681921 .
3. ↑ Syvanen Michael. fajok közötti génátvitel; implikációk egy új evolúcióelmélethez  (angol)  // J. Theor. Biol. : folyóirat. - 1985. - január ( 112. évf. , 2. sz.). - P. 333-343 . - doi : 10.1016/S0022-5193(85)80291-5 . — PMID 2984477 .
4. ↑ Jain R., Rivera MC, Lake JA Horizontális génátvitel a genomok között  : a komplexitás hipotézise  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : Journal. - 1999. - március ( 96. évf. , 7. sz.). - P. 3801-3806 . - doi : 10.1073/pnas.96.7.3801 . — PMID 10097118 .
5. ↑ Rivera MC, Lake JA Az életgyűrű bizonyítékot szolgáltat az eukarióták genomfúziós eredetére  //  Nature : Journal. - 2004. - szeptember ( 431. évf. , 7005. sz.). - P. 152-155 . - doi : 10.1038/nature02848 . — PMID 15356622 . Archiválva az eredetiből 2007. szeptember 27-én. Archivált másolat (nem elérhető link) . Letöltve: 2009. november 4. Az eredetiből archiválva : 2007. szeptember 27.. (határozatlan) 
6. ↑ Bapteste E., Susko E., Leigh J., MacLeod D., Charlebois RL, Doolittle WF Valóban támogatják-e az ortológ génfilogenesek a fa-gondolkodást? (angol)  // BioMed Central : folyóirat. - 2005. - 20. évf. 5 , sz. 1 . — 33. o . - doi : 10.1186/1471-2148-5-33 . — PMID 15913459 .
7. ↑ Freeman Dyson nyilvános előadása a Physical Institute-ban. P. N. Lebedev RAS
8. ↑ Mae-Wan Ho (1999). Karfiol mozaik vírusterjesztő – recept a katasztrófára? Microbial Ecology in Health and Disease , 11 :194-197. Reprint Archivált : 2008. szeptember 11. a Wayback Machine -nél . Hozzáférés ideje: 2008-06-09.
9. ↑ http://www.nature.com/nature/journal/v464/n7293/full/nature08939.html A gazda-parazita kölcsönhatások szerepe a transzpozonok vízszintes átvitelében a törzsön keresztül
10. ↑ Richardson, Aaron O. és Jeffrey D. Palmer. Horizontal Gene Transfer in Plants  (angol)  // Journal of Experimental Botany  : folyóirat. - Oxford University Press , 2007. - január ( 58. kötet ). - P. 1-9 [1] . doi : 10.1093 / jxb/erl148 . — PMID 17030541 .
11. ↑ Gogarten, Péter. Horizontal Gene Transfer: A New Paradigm for Biology  (angol)  // Esalen Center for Theory and Research Conference : folyóirat. – 2000.
12. ↑ La Scola B., Desnues C., Pagnier I., Robert C., Barrassi L., Fournous G., Merchat M., Suzan-Monti M., Forterre P., Koonin E., Raoult D. The virophage as az óriás mimivírus egyedülálló parazitája  //  Nature: Journal. - 2008. - szeptember ( 455. köt. , 7209. sz.). - P. 100-104 . - doi : 10.1038/nature07218 . — PMID 18690211 .
13. ↑ Pearson H. url = 'Virophage' azt sugallja, hogy a vírusok élnek   //Nature . - 2008. - augusztus ( 454. köt. , 7205. sz.). - 677. o . - doi : 10.1038/454677a . — PMID 18685665 .

Linkek

• A horizontális géntranszfer és szerepe az evolúcióban

Szótárak és enciklopédiák	nagy kínai Britannica (online)