Forskel mellem lodret og vandret genoverførsel
Share
Nøgleforskel - lodret vs vandret genoverførsel
Genoverføring refererer til den proces, der overfører eller udveksler genetisk materiale mellem organismer. DNA, som bærer funktionelle gener, udveksles mellem organismer, der forårsager ændringen i deres genomiske sammensætning. Det kan forekomme i to typer, der kaldes lodret genoverførsel og horisontal genoverførsel. Horisontal genoverførsel henviser til den proces, hvor genetisk materiale overføres mellem ikke-relaterede individer. Lodret genoverførsel henviser til processen, hvor gener overføres fra forælder til deres afkom. Dette er nøgleforskellen mellem lodret og horisontal genoverførsel. Lodret genoverførsel er almindelig blandt organismer, mens horisontal genoverførsel er mindre almindelig.
INDHOLD
1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er lodret genoverførsel
3. Hvad er vandret genoverførsel
4. Sammenligning side ved side - lodret kontra vandret genoverførsel
5. Resume
Hvad er lodret genoverførsel?
Lodret genoverførsel er en metode til overføring af gen fra forælder til deres afkom. Det kan forekomme enten gennem seksuel reproduktion eller aseksuel reproduktion eller kunstige mekanismer. Denne proces er en almindelig mekanisme, der sker mellem beslægtede organismer. Genene overføres fra en generation til den næste generation sker via vertikal genoverføring i levende organismer naturligt. I planteavlsprogrammer udføres målrettet genoverføring med henblik på at overføre vigtige gener til F1-generation. To planter krydses seksuelt for at blande deres gener og overføres til den næste generation. Ved at gøre dette kan der lagres værdifulde egenskaber i afkommet, hvilket muliggør cirkulation i fremtidige generationer.
I bakterier er den mest almindelige aseksuelle reproduktionsmetode binær fission. Binær fission resulterer i to identiske bakterieceller. Det er et eksempel på en vertikal genoverførselsmetode for bakterier. Hos mennesker overføres sygdommen kaldet AIDS fra forældre til baby på grund af vertikal genoverførsel.
Figur 01: Vertikal genoverførsel af bakterier under binær fission
Hvad er vandret genoverførsel?
Horisontal genoverførsel er en mekanisme, hvor genetisk materiale overføres mellem ikke-relaterede organismer. Det er også kendt som lateral genoverførsel. Det forekommer mellem forskellige genomer, såsom mellem forskellige arter. Organismer erhverver forskellige karakteristika gennem genoverførsel. Horisontal genoverførsel er forskellig fra genoverførslen fra forælder til afkom.
Horisontal genoverføring gøres let på grund af flere typer DNA, der er i besiddelse af organismer. De er hovedsageligt mobile genetiske elementer såsom transposoner (hoppegener), plasmider (ikke-kromosomalt cirkulært DNA) og bakteriofager (bakterier, der inficerer vira). Det sker via flere mekanismer som følger.
Horisontale genoverførselsmekanismer
Transformation
Prokaryoter er i stand til specielt at optage gratis DNA i form af plasmider.
Bakteriel konjugation
En tilstand af seksuel reproduktion, der opstår mellem midlertidigt forbundne to celler. Under konjugering overføres F-plasmider fra donor til modtager, hvilket resulterer i genetisk materialeoverførsel mellem to organismer som vist i figur 02. Dette er den vigtigste mekanisme, der involverer i horisontal genoverførsel.
Transduktion
Bakteriofag er i stand til at injicere dens DNA i en bakterie, når den inficeres, hvilket resulterer i genoverførsel mellem to bakterier under den anden infektion. Dette sker via to processer kaldet generaliseret og specialiseret transduktion.
Anvendelser af vandret genoverførsel
Horisontal genoverførsel anvendes i genteknologi. Fremmed DNA kan rekombineres eller indsættes i genomet af modtagerorganismen i vandret genoverførsel. Det giver modtagerne mulighed for at erhverve nye træk, der er vigtige for vækst og overlevelse. Horisontal genoverførsel er ekstremt vigtig i tilpasning og udvikling af både prokaryoter og eukaryoter. Gunstige træk filtreres gennem naturlig udvælgelse og bidrager til udviklingen. Nogle organismer erhverver gener, der er værdifulde til tilpasning og evolution gennem horisontal genoverførsel. F.eks. Er erhvervelse af antibiotisk resistivitet af bakterier et resultat af horisontal genoverførsel.
Horisontal genoverførsel er mest foretrukket blandt nært beslægtede taxaer end meget forskellige arter. Det kan også forekomme mellem bakterier, der bor i det samme mikromiljø.
Figur 02: Horisontal genoverførsel af bakterier under konjugering
Hvad er forskellen mellem vertikal og vandret genoverførsel?
Lodret vs vandret genoverførsel | |
| Lodret genoverførsel henviser til processen, der overfører genetisk materiale fra forælder til afkom ved reproduktion. | Horisontal genoverførsel henviser til den proces, der overfører genetisk materiale mellem ikke-relaterede organismer. |
| Metoder | |
| Det kan forekomme på seksuel, aseksuel eller kunstig måde. | Transformation, transduktion og bakteriekonjugation er mekanismer involveret i horisontal genoverførsel. |
| Hændelse | |
| Det er en fælles proces. | Det er en mindre almindelig proces. |
| Afhængighed af mobilt DNA | |
| Det afhænger ikke af mobile genetiske elementer. | Det er muligt på grund af mobile DNA-elementer, såsom transposoner, plasmider, bakteriofager. |
Sammendrag - Lodret kontra vandret genoverførsel
Genoverførsel kan ske mellem beslægtede og ikke-relaterede personer. Der er to hovedtyper af genoverførsel kaldet lodret og vandret. Lodret genoverførsel sker fra forælder til afkom. Under reproduktion eller plantekryds overføres gener fra forældre til afkom. Horisontal genoverførsel sker mellem forskellige arter, som ikke er relateret. Det er ikke muligt som lodret genoverførsel. På grund af mobile DNA-elementer, såsom plasmider, hoppende gener og bakteriofager, udveksles gener imidlertid mellem organismer horisontalt via konjugering, transduktion og transformation. Horisontal genoverførsel er almindelig i bakterier og archaea end eukaryoter. Dette er forskellen mellem lodret og horisontal genoverførsel.
Reference:
1. Hotopp, Julie C. Dunning. "Horisontal genoverførsel mellem bakterier og dyr." Tendenser inden for genetik: TIG. U.S. National Library of Medicine, apr. 2011. Web. 9. maj 2017
2. Rogers, Kara. “Horisontal genoverførsel.” Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, inc., 22. november 2016. Web. 9. maj 2017. https://www.britannica.com/science/horizontal-gene-transfer
3. Lacroix, Benoît. “Overførsel af DNA fra bakterier til eukaryoter.” MBio. N.p., 12. juli 2016. Web. 9. maj 2017
Billede høflighed:
1. “Binary Fission 2” Af Ecoddington14 - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Binary_Fission.png (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Conjugation” af Adenosine - Eget arbejde (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
