ძირითადი განსხვავება – ვერტიკალური და ჰორიზონტალური გენის გადაცემა
გენის გადაცემა ეხება პროცესს, რომელიც გადასცემს ან ცვლის გენეტიკური მასალის ორგანიზმებს შორის. დნმ, რომელიც ატარებს ფუნქციურ გენებს, ცვლის ორგანიზმებს შორის, რაც იწვევს მათ გენომურ შემადგენლობაში ცვლილებას. ის შეიძლება მოხდეს ორ ტიპად, სახელად ვერტიკალური გენის გადაცემა და ჰორიზონტალური გენის გადაცემა. ჰორიზონტალური გენის გადაცემა ეხება პროცესს, რომლის დროსაც გენეტიკური მასალის გადაცემა ხდება არანათესავ პირებს შორის. ვერტიკალური გენის გადაცემა ეხება პროცესს, როდესაც გენები მშობლიდან მათ შთამომავლობაზე გადადის. ეს არის მთავარი განსხვავება ვერტიკალურ და ჰორიზონტალურ გენის გადაცემას შორის.ვერტიკალური გენის გადაცემა გავრცელებულია ორგანიზმებს შორის, ხოლო ჰორიზონტალური გენის გადაცემა ნაკლებად გავრცელებული.
რა არის ვერტიკალური გენის გადაცემა?
ვერტიკალური გენის გადაცემა არის გენის გადაცემის მეთოდი მშობლიდან მათ შთამომავლობაზე. ეს შეიძლება მოხდეს სქესობრივი გამრავლების ან ასექსუალური რეპროდუქციის ან ხელოვნური მექანიზმების საშუალებით. ეს პროცესი არის საერთო მექანიზმი, რომელიც ხდება დაკავშირებულ ორგანიზმებს შორის. გენომები გადაეცემა ერთი თაობიდან მეორე თაობას, ცოცხალ ორგანიზმებში გენის ბუნებრივად გადაცემის გზით. მცენარეთა მოშენების პროგრამებში, გენების ვერტიკალური გადაცემა მიზანმიმართულად ხდება მნიშვნელოვანი გენების F1 თაობაზე გადასატანად. ორ მცენარეს სქესობრივად კვეთენ, რათა მათი გენები აირიონ და მომავალ თაობას გადასცენ. ამით შთამომავლობაში ღირებული მახასიათებლების შენახვა შესაძლებელია, რაც მომავალ თაობებში მიმოქცევის საშუალებას იძლევა.
ბაქტერიებში, ასექსუალური გამრავლების ყველაზე გავრცელებული მეთოდი ორობითი გაყოფაა. ორობითი დაშლა იწვევს ორ იდენტურ ბაქტერიულ უჯრედს.ეს არის ბაქტერიების გენის გადაცემის ვერტიკალური მეთოდის მაგალითი. ადამიანებში, დაავადება სახელად შიდსი გადადის მშობლის დედიდან ბავშვზე გენის ვერტიკალური გადაცემის გამო.
სურათი 01: ბაქტერიების გენის ვერტიკალური გადაცემა ბინარული დაშლის დროს
რა არის ჰორიზონტალური გენის გადაცემა?
ჰორიზონტალური გენის გადაცემა არის მექანიზმი, რომლის დროსაც გენეტიკური მასალის გადაცემა ხდება არადაკავშირებულ ორგანიზმებს შორის. იგი ასევე ცნობილია როგორც გვერდითი გენის გადაცემა. ის გვხვდება სხვადასხვა გენომებს შორის, როგორიცაა სხვადასხვა სახეობებს შორის. ორგანიზმები იძენენ განსხვავებულ მახასიათებლებს გენის გადაცემის გზით. ჰორიზონტალური გენის ტრანსფერი განსხვავდება მშობლიდან შთამომავლობაზე გადატანილი გენისაგან.
ჰორიზონტალური გენის გადაცემა გაადვილებულია ორგანიზმების დნმ-ის რამდენიმე ტიპის გამო.ისინი ძირითადად მოძრავი გენეტიკური ელემენტებია, როგორიცაა ტრანსპოზონები (გამხსნელი გენები), პლაზმიდები (არაქრომოსომული წრიული დნმ) და ბაქტერიოფაგები (ბაქტერიები, რომლებიც აინფიცირებენ ვირუსებს). ეს ხდება რამდენიმე მექანიზმის მეშვეობით შემდეგნაირად.
ჰორიზონტალური გენის გადაცემის მექანიზმები
ტრანსფორმაცია
პროკარიოტებს შეუძლიათ მიიღონ თავისუფალი დნმ-ის სპეციალური პლაზმიდების სახით.
ბაქტერიული კონიუგაცია
სქესობრივი რეპროდუქციის რეჟიმი, რომელიც ხდება დროებით დაკავშირებულ ორ უჯრედს შორის. კონიუგაციის დროს, F პლაზმიდები გადადის დონორიდან რეციპიენტზე, რის შედეგადაც ხდება გენეტიკური მასალის გადატანა ორ ორგანიზმს შორის, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 02. ეს არის მთავარი მექანიზმი, რომელიც მოიცავს გენის ჰორიზონტალურ გადაცემას.
ტრანსდუქცია
ბაქტერიოფაგს შეუძლია ინფიცირებისას თავისი დნმ-ის შეყვანა ბაქტერიაში, რის შედეგადაც ხდება გენის გადატანა ორ ბაქტერიას შორის მეორე ინფექციის დროს. ეს ხდება ორი პროცესის მეშვეობით, სახელწოდებით გენერალიზებული და სპეციალიზებული ტრანსდუქცია.
ჰორიზონტალური გენის გადაცემის გამოყენება
ჰორიზონტალური გენის ტრანსფერი გამოიყენება გენეტიკურ ინჟინერიაში. უცხო დნმ შეიძლება რეკომბინირებული ან ჩასმული იყოს მიმღები ორგანიზმის გენომში გენის ჰორიზონტალური გადაცემისას. ის საშუალებას აძლევს მიმღებებს შეიძინონ ახალი თვისებები, რომლებიც მნიშვნელოვანია ზრდისა და გადარჩენისთვის. ჰორიზონტალური გენის გადაცემა ძალზე მნიშვნელოვანია როგორც პროკარიოტების, ასევე ევკარიოტების ადაპტაციასა და ევოლუციაში. ხელსაყრელი თვისებები იფილტრება ბუნებრივი გადარჩევის გზით და ხელს უწყობს ევოლუციას. ზოგიერთი ორგანიზმი იძენს გენებს, რომლებიც ღირებულია ადაპტაციისა და ევოლუციისთვის ჰორიზონტალური გენის გადაცემის გზით. მაგალითად, ბაქტერიების მიერ ანტიბიოტიკების რეზისტენტობის მოპოვება გენის ჰორიზონტალური გადაცემის შედეგია.
ჰორიზონტალური გენის ტრანსფერი ყველაზე მეტად მოწონებულია მჭიდროდ დაკავშირებულ ტაქსებს შორის, ვიდრე ძალიან განსხვავებული სახეობები. ის ასევე შეიძლება მოხდეს ბაქტერიებს შორის, რომლებიც ბინადრობენ იმავე მიკროგარემოში.
სურათი 02: ბაქტერიების ჰორიზონტალური გენის გადაცემა კონიუგაციის დროს
რა განსხვავებაა გენის ვერტიკალურ და ჰორიზონტალურ გადაცემას შორის?
ვერტიკალური vs ჰორიზონტალური გენის გადაცემა |
|
| ვერტიკალური გენის გადაცემა ეხება პროცესს, რომელიც გადასცემს გენეტიკური მასალის მშობლიდან შთამომავლობას გამრავლების გზით. | ჰორიზონტალური გენის ტრანსფერი ეხება პროცესს, რომელიც გადასცემს გენეტიკური მასალის არანათესავ ორგანიზმებს შორის. |
| მეთოდები | |
| ეს შეიძლება მოხდეს სექსუალური, ასექსუალური ან ხელოვნური საშუალებებით. | ტრანსფორმაცია, ტრანსდუქცია და ბაქტერიული კონიუგაცია არის მექანიზმები, რომლებიც მონაწილეობენ გენის ჰორიზონტალურ ტრანსფერში. |
| შემთხვევა | |
| ეს ჩვეულებრივი პროცესია. | ეს ნაკლებად გავრცელებული პროცესია. |
| დამოკიდებულება მობილურ დნმ-ზე | |
| ეს არ არის დამოკიდებული მობილურ გენეტიკურ ელემენტებზე. | ეს შესაძლებელია მობილური დნმ-ის ელემენტების გამო, როგორიცაა ტრანსპოზონები, პლაზმიდები, ბაქტერიოფაგები. |
რეზიუმე – ვერტიკალური vs ჰორიზონტალური გენის გადაცემა
გენის გადაცემა შეიძლება მოხდეს ნათესავ და არადაკავშირებულ პირებს შორის. არსებობს გენის გადაცემის ორი ძირითადი ტიპი, სახელად ვერტიკალური და ჰორიზონტალური. გენის ვერტიკალური გადაცემა ხდება მშობლიდან შთამომავლობაზე. გამრავლების ან მცენარეთა გადაკვეთის დროს გენები მშობლებიდან შთამომავლებზე გადადის. ჰორიზონტალური გენის გადაცემა ხდება სხვადასხვა სახეობებს შორის, რომლებიც არ არიან დაკავშირებული.ეს შეუძლებელია, როგორც გენის ვერტიკალური გადაცემა. თუმცა, მობილური დნმ-ის ელემენტების გამო, როგორიცაა პლაზმიდები, ნახტომი გენები და ბაქტერიოფაგები, გენების გაცვლა ორგანიზმებს შორის ჰორიზონტალურად კონიუგაციის, ტრანსდუქციისა და ტრანსფორმაციის გზით. ჰორიზონტალური გენის გადაცემა ხშირია ბაქტერიებსა და არქეებში, ვიდრე ევკარიოტებში. ეს არის განსხვავება ვერტიკალურ და ჰორიზონტალურ გენის გადაცემას შორის.
