Разница между вертикальной и горизонтальной передачей генов

Ключевая разница - вертикальный и горизонтальный перенос генов
 

Перенос гена относится к процессу передачи или обмена генетическим материалом между организмами. ДНК, которая несет функциональные гены, обменивается между организмами, вызывая изменение их геномного состава. Это может произойти в двух типах, названных вертикальным переносом гена и горизонтальным переносом гена. Горизонтальный перенос генов относится к процессу, в котором генетический материал передается между неродственными людьми. Вертикальный перенос генов относится к процессу, когда гены передаются от родителей к их потомству. Это ключевое различие между вертикальной и горизонтальной передачей генов. Вертикальный перенос генов распространен среди организмов, тогда как горизонтальный перенос генов встречается реже.

СОДЕРЖАНИЕ
1. Обзор и основные отличия
2. Что такое вертикальный перенос генов
3. Что такое горизонтальный перенос генов
4. Сравнение бок о бок - вертикальный и горизонтальный перенос генов
5. Резюме

Что такое вертикальный перенос генов?

Вертикальный перенос генов - это метод переноса генов от родителей к их потомству. Это может происходить либо посредством полового размножения, либо бесполого размножения, либо с помощью искусственных механизмов. Этот процесс является общим механизмом, который происходит между родственными организмами. Геномы передаются от одного поколения к следующему поколению, происходит посредством вертикальной передачи генов в живых организмах естественным путем. В программах селекции растений вертикальная передача генов специально делается для передачи важных генов в поколение F1. Два растения скрещиваются сексуально, чтобы смешать их гены и перейти к следующему поколению. Делая это, ценные характеристики могут быть сохранены в потомстве, позволяя циркуляцию в будущих поколениях.

У бактерий наиболее распространенным методом бесполого размножения является бинарное деление. Бинарное деление приводит к двум идентичным бактериальным клеткам. Это пример метода вертикальной передачи генов бактерий. У людей болезнь, называемая СПИДом, передается от матери к ребенку из-за вертикального переноса генов..

Рисунок 01: Вертикальный перенос генов бактерий при бинарном делении

Что такое горизонтальный перенос генов?

Горизонтальный перенос генов - это механизм, при котором генетический материал передается между неродственными организмами. Это также известно как боковой перенос гена. Это происходит между разными геномами, например между разными видами. Организмы приобретают различные характеристики в результате переноса генов. Горизонтальный перенос генов отличается от переноса генов от родителя к потомству.

Горизонтальная передача генов облегчается благодаря нескольким типам ДНК, которыми обладают организмы. В основном это мобильные генетические элементы, такие как транспозоны (прыгающие гены), плазмиды (не хромосомная кольцевая ДНК) и бактериофаги (бактерии, заражающие вирусы). Это происходит через несколько механизмов следующим образом.

Горизонтальные механизмы переноса генов

преобразование

Прокариоты способны усваивать свободную ДНК в виде плазмид специально.

Бактериальное сопряжение

 Режим полового размножения, возникающий между временно соединенными двумя клетками. Во время конъюгации плазмиды F передаются от донора реципиенту, что приводит к переносу генетического материала между двумя организмами, как показано на рисунке 02. Это основной механизм, включающий горизонтальный перенос генов..

трансдукция

Бактериофаг способен вводить свою ДНК в бактерию при заражении, что приводит к переносу гена между двумя бактериями во время второй инфекции. Это происходит через два процесса, называемых обобщенной и специализированной трансдукцией.

Использование горизонтальной передачи генов

Горизонтальный перенос генов используется в генной инженерии. Инородная ДНК может быть рекомбинирована или вставлена ​​в геном организма-реципиента при горизонтальной передаче генов. Это позволяет получателям приобрести новые черты, важные для роста и выживания. Горизонтальный перенос генов чрезвычайно важен для адаптации и эволюции как прокариот, так и эукариот. Благоприятные черты фильтруются посредством естественного отбора и способствуют эволюции. Некоторые организмы приобретают гены, которые ценны для адаптации и эволюции через горизонтальный перенос генов. Например, приобретение резистентности к антибиотикам бактериями является результатом горизонтального переноса генов.

Горизонтальный перенос генов наиболее популярен среди близкородственных таксонов, чем сильно различающихся видов. Это также может происходить между бактериями, обитающими в одной и той же микросреде.

Рисунок 02: Горизонтальный перенос генов бактерий во время конъюгации

В чем разница между вертикальной и горизонтальной передачей генов?

Вертикальный и горизонтальный перенос генов
Вертикальный перенос генов относится к процессу передачи генетического материала от родителей к потомству путем размножения..	Горизонтальный перенос генов относится к процессу, который переносит генетический материал между неродственными организмами..
методы
Это может произойти через сексуальные, бесполые или искусственные средства.	Трансформация, трансдукция и бактериальная конъюгация являются механизмами, участвующими в горизонтальном переносе генов..
Вхождение
Это общий процесс.	Это менее распространенный процесс.
Зависимость от мобильной ДНК
Это не зависит от мобильных генетических элементов.	Это возможно благодаря мобильным элементам ДНК, таким как транспозоны, плазмиды, бактериофаги.

Резюме - вертикальный и горизонтальный перенос генов

Перенос гена может происходить между родственными и не связанными лицами. Существует два основных типа переноса генов: вертикальный и горизонтальный. Вертикальная передача гена происходит от родителя к потомству. Во время размножения или скрещивания растений гены передаются от родителей к потомству. Горизонтальный перенос генов происходит между разными видами, которые не связаны между собой. Это невозможно в качестве вертикальной передачи генов. Однако благодаря подвижным элементам ДНК, таким как плазмиды, прыгающие гены и бактериофаги, гены обмениваются между организмами горизонтально посредством конъюгации, трансдукции и трансформации. Горизонтальный перенос генов чаще встречается у бактерий и архей, чем у эукариот. В этом разница между вертикальным и горизонтальным переносом генов.

Ссылка:
1. Хотопп, Джули С. Даннинг. «Горизонтальный перенос генов между бактериями и животными». Тенденции в генетике: TIG. Национальная медицинская библиотека США, апрель 2011 г. Интернет. 09 мая 2017
2. Роджерс, Кара. «Горизонтальный перенос генов». Энциклопедия Британника. Encyclopædia Britannica, Inc., 22 ноября 2016 года. Веб. 09 мая 2017 г. https://www.britannica.com/science/horizont-gene-transfer
3. Лакруа, Бенуа. «Перенос ДНК от бактерий к эукариотам». MBio. Н.П., 12 июля 2016 года. Веб. 09 мая 2017

Изображение предоставлено:
1. «Двоичное деление 2» от Ecoddington14 - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Binary_Fission.png (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia
2. «Конъюгация» аденозином - собственная работа (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia