Горизонтальный перенос генов (ГПГ) и вертикальный перенос генов – это два ключевых процесса, определяющих изменчивость и эволюцию организмов. ГПГ является одной из движущих сил видообразования и эволюции у бактерий, а вертикальный перенос генов – это основной механизм передачи генетической информации от предка к потомку. Узнайте больше о горизонтальном и вертикальном переносе генов и их роли в эволюции организмов. - NOCFN
Cодержание
Введение
Горизонтальный перенос генов (ГПГ) и вертикальный перенос генов – это два ключевых процесса, определяющих изменчивость и эволюцию организмов. ГПГ является одной из движущих сил видообразования и эволюции у бактерий, а вертикальный перенос генов – это основной механизм передачи генетической информации от предка к потомку.
Горизонтальный перенос генов у бактерий
ГПГ является важной составляющей эволюционного процесса бактерий. Он способствует возникновению мозаичной структуры геномов и увеличивает изменчивость вида. ГПГ может происходить внутри популяций одного вида, а также между организмами разных видов, родов и таксонов.
Внутривидовой генетический обмен осуществляется преимущественно путем гомологичной рекомбинации, которая зависит от геномной гомологии, наличия систем рекомбинации и репарации ДНК. Гомологичная рекомбинация обеспечивает распространение "выгодных" аллелей в популяциях одного вида.
Горизонтальный перенос генов также может происходить между генетически отдаленными организмами, которые не могут взаимодействовать путем гомологичной рекомбинации. Такой отдаленный горизонтальный перенос (ОГПГ) позволяет организмам приобретать новые гены, модули или генные блоки, увеличивая их адаптивность.
Пример горизонтального переноса генов
Исследования показывают, что горизонтальный перенос генов возможен не только у прокариот, но и у высших организмов. Недавние исследования показали, что гены могут переноситься между различными организмами, что вызывает интерес и беспокойство в плане безопасности.
Например, ученые обнаружили ген, который обычно принадлежит растениям, в геноме насекомого. Это говорит о возможности переноса генов между организмами разных царств и повышает наше понимание о горизонтальном переносе генов.
См. также
Вертикальный перенос генов
Вертикальный перенос генов является основным механизмом передачи генетической информации от предков к потомкам. Этот процесс обеспечивает передачу наследственных черт от одного поколения к другому.
Вертикальный перенос генов осуществляется путем сексуального или бесполого размножения, в результате которого генетический материал передается от родителей к потомкам. Этот процесс является ключевым фактором в эволюции организмов и формировании разнообразия видов.
Заключение
Горизонтальный перенос генов и вертикальный перенос генов – это два важных процесса, определяющих изменчивость и эволюцию организмов. ГПГ является движущей силой видообразования и эволюции у бактерий, а вертикальный перенос генов – основным механизмом передачи генетической информации от предков к потомкам.
Что нам скажет Википедия?
Горизонтальный перенос генов (ГПГ) — процесс, в котором организм передаёт генетический материал организму-непотомку. В вертикальном переносе генов, напротив, организм получает генетический материал от предка. Генетика занимается в основном простым вертикальным переносом генов.
Искусственный горизонтальный перенос генов используется в генной инженерии.
В 1999 году Рави Джайн, Мария Ривера и Джеймс Лейк писали: «Все чаще исследования генов и геномов указывают, что значительная горизонтальная передача генов произошла между прокариотами» (см. также Lake и Rivera, 2007). Этот процесс, по-видимому, оказал некоторое влияние также и на одноклеточные эукариоты. Как пишут Эрик Баптест и др. (2005), «дополнительные данные свидетельствуют о том, что перенос генов может быть также важным эволюционным механизмом в эволюции простейших».
Карл Вёзе в 2004 г. опубликовал статью, в которой утверждал, что между древними группами живых организмов происходил массивный перенос генетической информации. В древнейшие времена преобладал процесс, который он называет горизонтальным переносом генов. Причем чем дальше в прошлое, тем это преобладание сильнее.
Существует ряд доказательств, что были затронуты даже высшие растения и животные, и это вызывает озабоченность в плане безопасности. Так, в 2010 году группой учёных под руководством Седрика Фешотта (Cédric Feschotte) в результате анализа геномов млекопитающих (опоссумов и обезьян саймири), покусанных южноамериканским кровососущим клопом Rhodnius prolixus, был обнаружен горизонтальный перенос фрагмента ДНК — транспозона. Идентичность этого фрагмента ДНК в млекопитающих и насекомых достигает 98 %.
Однако Аарон Ричардсон и Джеффри Палмер (2007) утверждают: «Горизонтальный перенос генов играл главную роль в бактериальном развитии и довольно распространён у некоторых одноклеточных эукариот. Тем не менее, распространенность и значение горизонтального переноса в эволюции многоклеточных эукариот остаются неясными.»
В связи с увеличивающимся количеством свидетельств, предполагающих важность этих явлений для развития (см. ниже), молекулярный биолог Петер Гогартен описал горизонтальную генную передачу как «новую парадигму биологии».
Примером переноса генов между вирусами служат мимивирус и небольшой вирофаг «Спутник». Оба они заражают амёбы, но вирофаг не способен к размножению в отсутствие мимивируса. Из 13 генов вирофага, которые мало похожи на другие гены, 3 сходны с генами мимивируса и мамавируса, и, возможно, были включены в геном вирофага в момент формирования частиц. Можно предположить, что вирус-сателлит мог выполнить горизонтальную передачу генов между вирусами аналогично тому, как бактериофаги передают гены между бактериями.
