Ključna razlika - navpični in vodoravni prenos genov
Prenos genov se nanaša na postopek prenosa ali izmenjave genskega materiala med organizmi. DNA, ki nosi funkcionalne gene, se izmenjuje med organizmi, kar povzroči spremembo njihove genomske sestave. Pojavi se lahko pri dveh vrstah, imenovanih vertikalni prenos genov in horizontalni prenos genov. Horizontalni prenos genov se nanaša na postopek, pri katerem se genski material prenaša med nepovezanimi posamezniki. Vertikalni prenos genov se nanaša na postopek, pri katerem se geni prenesejo od staršev k svojim potomcem. To je ključna razlika med vertikalnim in horizontalnim prenosom genov. Vertikalni prenos genov je pogost med organizmi, medtem ko je horizontalni prenos genov manj pogost.
VSEBINA
1. Pregled in ključna razlika
2. Kaj je vertikalni prenos genov
3. Kaj je horizontalni prenos genov
4. Vzporedna primerjava - vertikalni in horizontalni prenos genov
5. Povzetek
Kaj je vertikalni prenos genov?
Vertikalni prenos genov je metoda prenosa genov s staršev na svoje potomce. Pojavi se lahko s spolnim razmnoževanjem ali nespolnim razmnoževanjem ali umetnimi mehanizmi. Ta postopek je pogost mehanizem, ki se zgodi med sorodnimi organizmi. Genomi se prenašajo iz ene generacije v naslednjo generacijo, kar se zgodi z vertikalnim prenosom genov v živih organizmih naravno. V programih vzreje rastlin se namensko izvaja vertikalni prenos genov za prenos pomembnih genov v generacijo F1. Dve rastlini se spolno križata, da zmešata svoje gene in preideta na naslednjo generacijo. S tem lahko dragocene lastnosti shranimo pri potomcih, kar omogoča kroženje v prihodnjih generacijah.
Pri bakterijah je najpogostejša metoda nespolnega razmnoževanja binarna cepitev. Binarna fisija povzroči dve enaki bakterijski celici. Je primer vertikalne metode prenosa genov bakterij. Pri ljudeh se bolezen, imenovana AIDS, zaradi vertikalnega genskega prenosa prenaša s staršev na mater.
Slika 01: Vertikalni genski prenos bakterij med binarno cepitvijo
Kaj je horizontalni prenos genov?
Horizontalni prenos genov je mehanizem, pri katerem se genski material prenaša med nepovezani organizmi. Znan je tudi kot bočni prenos genov. Pojavlja se med različnimi genomi, na primer med različnimi vrstami. Organizmi s prenosom genov pridobijo različne značilnosti. Horizontalni prenos genov se razlikuje od prenosa genov od staršev do potomcev.
Horizontalni prenos genov je enostaven zaradi več vrst DNK, ki jih imajo organizmi. V glavnem gre za mobilne genetske elemente, kot so transpozoni (skakalni geni), plazmidi (ne-kromosomska krožna DNA) in bakteriofagi (bakterije, ki okužijo viruse). Pojavi se na več mehanizmov, kot sledi.
Mehanizmi horizontalnega prenosa genov
Preobrazba
Prokarionti lahko prevzamejo prosto DNA v obliki plazmidov.
Konjugacija bakterij
Način spolnega razmnoževanja, ki se pojavi med začasno povezanima dvema celicama. Med konjugacijo se F plazmidi prenesejo od darovalca do prejemnika, kar povzroči prenos genskega materiala med dvema organizmoma, kot je prikazano na sliki 02. To je glavni mehanizem, ki vključuje horizontalni prenos genov.
Transdukcija
Bakteriofag lahko vbrizga svojo DNA v bakterijo, ko je okužen, kar povzroči prenos gena med dvema bakterijama med drugo okužbo. To se zgodi z dvema procesoma, imenovanima splošna in specializirana transdukcija.
Uporabe horizontalnega prenosa genov
Horizontalni prenos genov se uporablja v genskem inženiringu. Tujo DNA lahko rekombiniramo ali vstavimo v genom prejemniškega organizma pri horizontalnem prenosu genov. Prejemnikom omogoča pridobitev novih lastnosti, pomembnih za rast in preživetje. Horizontalni prenos genov je izredno pomemben pri prilagajanju in razvoju tako prokariontov kot evkariontov. Ugodne lastnosti se filtrirajo skozi naravno selekcijo in prispevajo k razvoju. Nekateri organizmi pridobijo gene, ki so dragoceni za prilagajanje in razvoj z vodoravnim prenosom genov. Na primer, pridobitev odpornosti na antibiotike s strani bakterij je rezultat horizontalnega prenosa genov.
Horizontalni prenos genov je najbolj priljubljen med sorodnimi taksoni kot zelo različne vrste. Pojavi se lahko tudi med bakterijami, ki živijo v istem mikrookolju.
Slika 02: Horizontalni genski prenos bakterij med konjugacijo
Kakšna je razlika med vertikalnim in horizontalnim prenosom genov?
Diff Article Sredina pred mizo
Vertikalni vs horizontalni prenos genov |
|
| Vertikalni prenos genov se nanaša na postopek, ki z reprodukcijo prenese genski material s staršev na potomce. | Horizontalni prenos genov se nanaša na postopek prenosa genskega materiala med nepovezani organizmi. |
| Metode | |
| Pojavi se lahko s spolnimi, nespolnimi ali umetnimi sredstvi. | Transformacija, transdukcija in konjugacija bakterij so mehanizmi, ki sodelujejo pri horizontalnem prenosu genov. |
| Pojav | |
| To je pogost postopek. | To je manj pogost postopek. |
| Odvisnost od mobilne DNA | |
| To ni odvisno od mobilnih genskih elementov. | Možno je zaradi mobilnih elementov DNA, kot so transpozoni, plazmidi, bakteriofagi. |
Povzetek - Vertikalni vs horizontalni prenos genov
Prenos genov se lahko zgodi med sorodnimi in nesorodnimi posamezniki. Obstajata dve glavni vrsti prenosa genov, imenovani vertikalni in horizontalni. Vertikalni prenos genov se zgodi od staršev do potomcev. Med razmnoževanjem ali križanjem rastlin se geni prenašajo s staršev na potomce. Horizontalni prenos genov se zgodi med različnimi vrstami, ki niso v sorodu. Vertikalno prenašanje genov ni izvedljivo. Vendar pa se zaradi mobilnih elementov DNA, kot so plazmidi, skakalni geni in bakteriofagi, geni izmenjujejo med organizmi vodoravno s pomočjo konjugacije, transdukcije in transformacije. Vodoravni prenos genov je pri bakterijah in arhejah pogost kot pri evkariontih. To je razlika med vertikalnim in horizontalnim prenosom genov.
