Разлика между вертикалния и хоризонталния трансфер на гени

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 08:37

Ключова разлика - Вертикален срещу хоризонтален трансфер на гени

Генният трансфер се отнася до процеса, който прехвърля или обменя генетичен материал между организмите. ДНК, която носи функционални гени, се обменят между организмите, причинявайки промяната в геномния им състав. Това може да се случи в два типа, наречени вертикален трансфер на ген и хоризонтален трансфер на ген. Хоризонталният генен трансфер се отнася до процеса, при който генетичният материал се прехвърля между несвързани индивиди. Вертикалният трансфер на гени се отнася до процеса, при който гените се прехвърлят от родител към тяхното потомство. Това е ключовата разлика между вертикалния и хоризонталния трансфер на гени. Вертикалният генен трансфер е често срещан сред организмите, докато хоризонталният генен трансфер е по-рядък.

СЪДЪРЖАНИЕ

1. Преглед и ключова разлика

2. Какво е вертикален трансфер на гени

3. Какво е хоризонтален генен трансфер

4. Равно до сравнение - Вертикален срещу хоризонтален генен трансфер

5. Резюме

Какво е вертикален трансфер на гени?

Вертикалният генен трансфер е метод за генен трансфер от родител към тяхното потомство. Това може да се случи или чрез сексуално размножаване, или чрез безполово размножаване, или чрез изкуствени механизми. Този процес е често срещан механизъм, който се случва между сродни организми. Геномите се предават от едно поколение на следващото поколение чрез вертикален трансфер на гени в живите организми по естествен път. В програмите за размножаване на растения, вертикалният трансфер на гени се прави целенасочено, за да прехвърли важни гени в поколение F1. Две растения се кръстосват по полов път, за да смесят гените си и да преминат към следващото поколение. По този начин ценните характеристики могат да се съхраняват в потомството, което позволява циркулация в бъдещите поколения.

При бактериите най-разпространеният метод за безполово размножаване е бинарното делене. Бинарното делене води до две еднакви бактериални клетки. Това е пример за вертикален метод на генен трансфер на бактерии. При хората болестта, наречена СПИН, се предава от майка майка на бебе поради вертикален трансфер на гени.

Фигура 01: Вертикален генен трансфер на бактерии по време на бинарно делене

Какво е хоризонтален трансфер на гени?

Хоризонталният генен трансфер е механизъм, при който генетичният материал се прехвърля между несвързани организми. Известен е и като страничен трансфер на ген. Това се случва между различни геноми, като например между различни видове. Организмите придобиват различни характеристики чрез трансфер на гени. Хоризонталният трансфер на гени е различен от гена, прехвърлящ се от родител на потомство.

Хоризонталният трансфер на гени се улеснява поради няколко типа ДНК, притежавани от организмите. Те са предимно подвижни генетични елементи като транспозони (скачащи гени), плазмиди (нехромозомна кръгова ДНК) и бактериофаги (бактерии, заразяващи вируси). Това се случва чрез няколко механизма, както следва.

Механизми за хоризонтален трансфер на гени

Трансформация

Прокариотите могат да поемат свободно ДНК под формата на плазмиди специално.

Конюгация на бактерии

Режим на полово размножаване, който се случва между временно свързани две клетки. По време на конюгацията F плазмидите се прехвърлят от донор към реципиент, което води до трансфер на генетичен материал между два организма, както е показано на фигура 02. Това е основният механизъм, който включва хоризонтален трансфер на гени.

Трансдукция

Бактериофагът е в състояние да инжектира своята ДНК в бактерия при заразяване, което води до трансфер на ген между две бактерии по време на втората инфекция. Това се случва чрез два процеса, наречени генерализирана и специализирана трансдукция.

Използване на хоризонтален трансфер на гени

Хоризонталният генен трансфер се използва в генното инженерство. Чуждата ДНК може да бъде рекомбинирана или вмъкната в генома на реципиентния организъм при хоризонтален генен трансфер. Позволява на получателите да придобият нови черти, важни за растежа и оцеляването. Хоризонталният трансфер на гени е изключително важен за адаптацията и еволюцията както на прокариотите, така и на еукариотите. Благоприятните черти се филтрират чрез естествен подбор и допринасят за еволюцията. Някои организми придобиват гени, които са ценни за адаптация и еволюция чрез хоризонтален трансфер на гени. Например придобиването на антибиотично съпротивление от бактериите е резултат от хоризонтален генен трансфер.

Хоризонталният генен трансфер е най-предпочитан сред тясно свързани таксони, отколкото силно различните видове. Може да се появи и между бактерии, обитаващи една и съща микросреда.

Фигура 02: Хоризонтален генен трансфер на бактерии по време на конюгация

Каква е разликата между вертикалния и хоризонталния трансфер на гени?

Различна статия Средна преди таблица

Вертикален срещу хоризонтален трансфер на гени
Вертикалният генен трансфер се отнася до процеса, който пренася генетичен материал от родител на потомство чрез възпроизвеждане.	Хоризонталният генен трансфер се отнася до процеса, който пренася генетичен материал между несвързани организми.
Методи
Може да се случи чрез сексуални, безполови или изкуствени средства.	Трансформацията, трансдукцията и бактериалната конюгация са механизми, участващи в хоризонталния трансфер на гени.
Поява
Това е често срещан процес.	Това е по-рядко срещан процес.
Зависимост от мобилната ДНК
Това не зависи от подвижните генетични елементи.	Това е възможно благодарение на подвижни ДНК елементи като транспозони, плазмиди, бактериофаги.

Резюме - Вертикален срещу хоризонтален трансфер на гени

Генен трансфер може да възникне между свързани и несвързани индивиди. Има два основни типа пренос на гени, наречени вертикален и хоризонтален. Вертикално предаване на гени се случва от родител на потомство. По време на размножаването или кръстосването на растенията гените се прехвърлят от родителите към потомството. Хоризонтален трансфер на гени се случва между различни видове, които не са свързани. Не е възможно като вертикален трансфер на ген. Въпреки това, поради подвижни ДНК елементи като плазмиди, скачащи гени и бактериофаги, гените се обменят между организмите хоризонтално чрез конюгация, трансдукция и трансформация. Хоризонталният генен трансфер е често срещан при бактериите и археите, отколкото при еукариотите. Това е разликата между вертикалния и хоризонталния трансфер на гени.