Klíčový rozdíl - vertikální vs. horizontální přenos genů
Genový přenos označuje proces, který přenáší nebo vyměňuje genetický materiál mezi organismy. DNA, která nese funkční geny, se vyměňuje mezi organismy, což způsobuje změnu jejich genomového složení. Může nastat ve dvou typech, které se nazývají vertikální genový přenos a horizontální genový přenos. Horizontální přenos genů označuje proces, při kterém se genetický materiál přenáší mezi nepříbuznými jedinci. Vertikální přenos genů označuje proces, při kterém jsou geny přenášeny z rodičů na jejich potomky. To je klíčový rozdíl mezi vertikálním a horizontálním přenosem genů. Vertikální přenos genů je u organismů běžný, zatímco horizontální přenos genů je méně častý.
OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je vertikální přenos genů
3. Co je horizontální přenos genů
4. Porovnání vedle sebe - vertikální a horizontální přenos genů
5. Shrnutí
Co je vertikální přenos genů?
Vertikální přenos genů je metoda přenosu genů z rodičů na jejich potomky. Může nastat buď pohlavním rozmnožováním, nepohlavním rozmnožováním nebo umělými mechanismy. Tento proces je běžným mechanismem, který se děje mezi příbuznými organismy. Genomy přecházejí z jedné generace na další generaci prostřednictvím vertikálního přenosu genů v živých organismech přirozeně. V programech šlechtění rostlin se záměrně provádí vertikální přenos genů, aby se přenesly důležité geny do generace F1. Dvě rostliny jsou sexuálně kříženy, aby si promíchaly své geny a přešly do další generace. Tímto způsobem lze do potomků uložit cenné vlastnosti, které umožňují cirkulaci v budoucích generacích.
U bakterií je nejběžnější metodou nepohlavní reprodukce binární štěpení. Binární štěpení vede ke dvěma identickým bakteriálním buňkám. Je to příklad vertikální metody přenosu genů bakterií. U lidí se choroba zvaná AIDS přenáší z mateřské matky na dítě v důsledku vertikálního přenosu genů.
Obrázek 01: Vertikální genový přenos bakterií během binárního štěpení
Co je horizontální přenos genů?
Horizontální přenos genů je mechanismus, při kterém se genetický materiál přenáší mezi nepříbuznými organismy. Je také známý jako laterální genový přenos. Vyskytuje se mezi různými genomy, například mezi různými druhy. Organismy získávají různé vlastnosti přenosem genů. Horizontální přenos genů se liší od přenosu genů z rodičů na potomky.
Horizontální přenos genů je snadný díky několika typům DNA, které mají organismy. Jsou to hlavně mobilní genetické prvky, jako jsou transpozony (skokové geny), plazmidy (nechromozomální kruhová DNA) a bakteriofágy (bakterie infikující viry). Dochází k němu několika způsoby.
Horizontální mechanismy přenosu genů
Proměna
Prokaryoti jsou schopni speciálně přijímat volnou DNA ve formě plazmidů.
Bakteriální konjugace
Režim sexuální reprodukce, ke kterému dochází mezi dočasně spojenými dvěma buňkami. Během konjugace jsou F plazmidy přenášeny z dárce na příjemce, což vede k přenosu genetického materiálu mezi dvěma organismy, jak je znázorněno na obrázku 02. Toto je hlavní mechanismus, který zahrnuje horizontální přenos genů.
Transdukce
Bacteriophage je schopen injikovat svou DNA do bakterie, když je infikován, což má za následek genový přenos mezi dvěma bakteriemi během druhé infekce. K tomu dochází prostřednictvím dvou procesů s názvem generalizovaná a specializovaná transdukce.
Použití horizontálního přenosu genů
Horizontální přenos genů se používá v genetickém inženýrství. Cizí DNA může být rekombinována nebo vložena do genomu organismu příjemce při horizontálním přenosu genů. Umožňuje příjemcům získat nové rysy důležité pro růst a přežití. Horizontální přenos genů je nesmírně důležitý při adaptaci a vývoji prokaryot i eukaryot. Příznivé vlastnosti jsou filtrovány přirozeným výběrem a přispívají k vývoji. Některé organismy získávají geny, které jsou cenné pro adaptaci a evoluci prostřednictvím horizontálního přenosu genů. Například získání rezistence vůči antibiotikům bakteriemi je výsledkem horizontálního přenosu genů.
Horizontální přenos genů je mezi blízce příbuznými taxony nejvíce upřednostňován než vysoce odlišné druhy. Může také nastat mezi bakteriemi obývajícími stejné mikroprostředí.
Obrázek 02: Horizontální genový přenos bakterií během konjugace
Jaký je rozdíl mezi vertikálním a horizontálním přenosem genů?
Rozdílný článek uprostřed před tabulkou
Vertikální a horizontální přenos genů |
|
| Vertikální genový přenos se týká procesu, který reprodukcí přenáší genetický materiál z rodiče na potomka. | Horizontální přenos genů označuje proces, který přenáší genetický materiál mezi nepříbuznými organismy. |
| Metody | |
| Může nastat sexuálními, nepohlavními nebo umělými prostředky. | Transformace, transdukce a bakteriální konjugace jsou mechanismy podílející se na horizontálním přenosu genů. |
| Výskyt | |
| Je to běžný proces. | Je to méně běžný proces. |
| Závislost na mobilní DNA | |
| Nezáleží na mobilních genetických prvcích. | Je to možné díky mobilním prvkům DNA, jako jsou transpozony, plazmidy, bakteriofágy. |
Shrnutí - Vertikální vs Horizontální přenos genů
K přenosu genů může dojít mezi příbuznými a nesouvisejícími jednotlivci. Existují dva hlavní typy přenosu genů, které se nazývají vertikální a horizontální. K vertikálnímu přenosu genů dochází z rodiče na potomka. Během reprodukce nebo křížení rostlin se geny přenášejí z rodičů na potomky. Horizontální přenos genů probíhá mezi různými druhy, které spolu nesouvisejí. Je to nemožné jako vertikální přenos genů. Avšak díky mobilním prvkům DNA, jako jsou plazmidy, skokové geny a bakteriofágy, se geny vyměňují mezi organismy horizontálně prostřednictvím konjugace, transdukce a transformace. Horizontální přenos genů je u bakterií a archea běžný než u eukaryot. To je rozdíl mezi vertikálním a horizontálním přenosem genů.
