Galvenā atšķirība - vertikālā un horizontālā gēnu pārnešana
Gēnu pārnese attiecas uz procesu, kas nodod ģenētisko materiālu vai apmainās ar to starp organismiem. DNS, kurā ir funkcionāli gēni, tiek apmainīti starp organismiem, izraisot izmaiņas to genoma sastāvā. Tas var notikt divos veidos, ko sauc par vertikālu gēnu pārnesi un horizontālu gēnu pārnesi. Horizontāla gēnu pārnešana attiecas uz procesu, kurā ģenētiskais materiāls tiek pārvietots starp nesaistītām personām. Vertikāla gēnu pārnešana attiecas uz procesu, kurā gēni tiek pārnesti no vecākiem uz viņu pēcnācējiem. Šī ir galvenā atšķirība starp vertikālo un horizontālo gēnu pārnešanu. Organismu vidū vertikālā gēnu pārnešana ir izplatīta, savukārt horizontāla gēnu pārnešana ir retāka.
SATURS
1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir vertikālā gēnu pārnešana
3. Kas ir horizontālā gēnu pārnešana
4. Blakus salīdzinājums - vertikālā un horizontālā gēnu pārnešana
5. Kopsavilkums
Kas ir vertikālā gēnu pārnešana?
Gēnu vertikālā pārnešana ir gēnu pārnešanas metode no vecākiem uz viņu pēcnācējiem. Tas var notikt vai nu seksuālas reprodukcijas, vai bezdzimuma reprodukcijas vai mākslīgu mehānismu dēļ. Šis process ir kopīgs mehānisms, kas notiek starp radniecīgiem organismiem. Genomi tiek pārnesti no vienas paaudzes uz nākamo paaudzi, dabiski pārvietojoties vertikālā gēnā dzīvos organismos. Augu selekcijas programmās tiek veikta vertikāla gēnu pārnešana, lai svarīgus gēnus pārnestu uz F1 paaudzi. Divi augi tiek krustoti seksuāli, lai sajauktu savus gēnus un pārietu uz nākamo paaudzi. To darot, pēcnācējos var uzglabāt vērtīgas īpašības, ļaujot to izplatīt nākamajām paaudzēm.
Baktērijās visbiežāk bezdzimuma reprodukcijas metode ir binārā šķelšanās. Binārā šķelšanās rezultātā rodas divas identiskas baktēriju šūnas. Tas ir baktēriju vertikālās gēnu pārneses metodes piemērs. Cilvēkiem slimība, ko sauc par AIDS, pārnēsā vecāku māti bērnam, pateicoties vertikālai gēnu pārnešanai.
01. attēls: Baktēriju vertikāla gēnu pārnešana binārās dalīšanās laikā
Kas ir horizontālā gēnu pārnešana?
Gēnu horizontālā pārnešana ir mehānisms, kurā ģenētiskais materiāls tiek pārvietots starp nesaistītiem organismiem. To sauc arī par sānu gēnu pārnesi. Tas notiek starp dažādiem genomiem, piemēram, starp dažādām sugām. Organismi iegūst dažādas īpašības, pārnesot gēnus. Gēnu horizontālā pārnešana atšķiras no gēna pārnešanas no vecākiem uz pēcnācējiem.
Gēnu horizontāla pārnešana ir vienkārša, pateicoties vairākiem organismu īpašībā esošiem DNS veidiem. Tie galvenokārt ir mobilie ģenētiskie elementi, piemēram, transpozoni (lecošie gēni), plazmīdas (bez hromosomu apļveida DNS) un bakteriofāgi (baktērijas, kas inficē vīrusus). Tas notiek, izmantojot vairākus mehānismus šādi.
Horizontālie gēnu pārneses mehānismi
Pārvērtības
Prokarioti spēj īpaši uzņemt brīvu DNS plazmīdu veidā.
Baktēriju konjugācija
Seksuālās reprodukcijas veids, kas notiek starp īslaicīgi savienotām divām šūnām. Konjugācijas laikā F plazmīdas tiek pārnestas no donora uz recipientu, kā rezultātā ģenētiskais materiāls tiek pārnests starp diviem organismiem, kā parādīts 02. attēlā. Tas ir galvenais mehānisms, kas saistīts ar horizontālu gēnu pārnesi.
Transdukcija
Bakteriofāgs inficējot spēj injicēt savu DNS baktērijā, kā rezultātā otrās infekcijas laikā gēns tiek pārnests starp divām baktērijām. Tas notiek, izmantojot divus procesus, kurus sauc par vispārēju un specializētu transdukciju.
Horizontālās gēnu pārneses izmantošana
Gēnu inženierijā tiek izmantota horizontāla gēnu pārnešana. Svešo DNS var rekombinēt vai ievietot saņēmēja organisma genomā horizontālā gēnu pārnesē. Tas ļauj saņēmējiem iegūt jaunas izaugsmei un izdzīvošanai svarīgas iezīmes. Gan horizontālā pārnešana ir ārkārtīgi svarīga gan prokariotu, gan eikariotu adaptācijā un evolūcijā. Labvēlīgās iezīmes tiek filtrētas caur dabisko atlasi un veicina evolūciju. Daži organismi, izmantojot horizontālu gēnu pārnešanu, iegūst gēnus, kas ir vērtīgi adaptācijai un evolūcijai. Piemēram, baktēriju rezistences pret antibiotikām iegūšana ir horizontālas gēnu pārneses rezultāts.
Gēnu horizontālā pārnešana ir visizdevīgākā starp cieši saistītiem taksoniem nekā ļoti atšķirīgas sugas. Tas var notikt arī starp baktērijām, kas dzīvo vienā mikrovidē.
02. attēls: baktēriju horizontāla gēnu pārnešana konjugācijas laikā
Kāda ir atšķirība starp vertikālo un horizontālo gēnu pārnesi?
Atšķirīgs raksts vidū pirms tabulas
Vertikālā un horizontālā gēnu pārnešana |
|
| Vertikālā gēnu pārnešana attiecas uz procesu, kas reproducējot pārnes ģenētisko materiālu no vecākiem uz pēcnācējiem. | Horizontāla gēnu pārnešana attiecas uz procesu, kas nodod ģenētisko materiālu starp nesaistītiem organismiem. |
| Metodes | |
| Tas var notikt ar seksuāliem, bezdzimuma vai mākslīgiem līdzekļiem. | Transformācija, transdukcija un baktēriju konjugācija ir mehānismi, kas iesaistīti horizontālā gēnu pārnešanā. |
| Notikums | |
| Tas ir kopīgs process. | Tas ir retāk sastopams process. |
| Atkarība no mobilās DNS | |
| Tas nav atkarīgs no mobilajiem ģenētiskajiem elementiem. | Tas ir iespējams tādu mobilo DNS elementu dēļ kā transpozoni, plazmīdas, bakteriofāgi. |
Kopsavilkums - vertikālā un horizontālā gēnu pārnese
Gēnu pārnešana var notikt starp radniecīgām un nesaistītām personām. Ir divi galvenie gēnu pārnešanas veidi, nosaukti vertikāli un horizontāli. Vertikāla gēnu pārnešana notiek no vecākiem uz pēcnācējiem. Reprodukcijas vai augu šķērsošanas laikā gēni tiek pārnesti no vecākiem uz pēcnācējiem. Gēnu horizontāla pārnešana notiek starp dažādām sugām, kuras nav saistītas. Tā nav iespējama kā vertikāla gēnu pārnešana. Tomēr mobilo DNS elementu, piemēram, plazmīdu, gēnu un bakteriofāgu dēļ, gēni konjugācijas, transdukcijas un transformācijas ceļā apmainās ar organismiem horizontāli. Horizontāla gēnu pārnešana ir izplatīta baktērijās un arhejās nekā eikariotos. Šī ir atšķirība starp vertikālo un horizontālo gēnu pārnešanu.
