Ključna razlika – vertikalni vs horizontalni prijenos gena
Transfer gena odnosi se na proces prijenosa ili razmjene genetskog materijala između organizama. DNK koja nosi funkcionalne gene razmjenjuje se između organizama što uzrokuje promjenu njihovog genomskog sastava. Može se pojaviti u dvije vrste: vertikalni prijenos gena i horizontalni prijenos gena. Horizontalni prijenos gena odnosi se na proces u kojem se genetski materijal prenosi između nepovezanih pojedinaca. Vertikalni prijenos gena odnosi se na proces gdje se geni prenose sa roditelja na potomstvo. Ovo je ključna razlika između vertikalnog i horizontalnog prijenosa gena. Vertikalni prijenos gena je uobičajen među organizmima, dok je horizontalni prijenos gena rjeđi.
Šta je vertikalni prijenos gena?
Vertikalni prijenos gena je metoda prijenosa gena sa roditelja na potomstvo. Može se dogoditi ili putem seksualnog ili aseksualnog razmnožavanja ili umjetnim mehanizmima. Ovaj proces je uobičajen mehanizam koji se dešava između srodnih organizama. Genomi se prenose s jedne generacije na sljedeću generaciju odvija se vertikalnim prijenosom gena u živim organizmima prirodnim putem. U programima oplemenjivanja biljaka, vertikalni transfer gena se namerno vrši da bi se važni geni preneli u F1 generaciju. Dvije biljke se ukrštaju seksualno kako bi se pomiješali njihovi geni i prešli na sljedeću generaciju. Radeći ovo, vrijedne karakteristike mogu biti pohranjene u potomstvu omogućavajući cirkulaciju u budućim generacijama.
Kod bakterija, najčešća metoda aseksualne reprodukcije je binarna fisija. Binarna fisija rezultira dvije identične bakterijske ćelije. To je primjer metode vertikalnog prijenosa gena bakterija. Kod ljudi se bolest koja se zove SIDA prenosi sa roditelja majke na bebu zbog vertikalnog transfera gena.
Slika 01: Vertikalni prijenos gena bakterija tokom binarne fisije
Šta je horizontalni prijenos gena?
Horizontalni transfer gena je mehanizam u kojem se genetski materijal prenosi između nesrodnih organizama. Također je poznat kao lateralni prijenos gena. Javlja se između različitih genoma, kao što je između različitih vrsta. Organizmi dobijaju različite karakteristike prenosom gena. Horizontalni prijenos gena razlikuje se od prijenosa gena sa roditelja na potomstvo.
Horizontalni prijenos gena je olakšan zahvaljujući nekoliko tipova DNK koje posjeduju organizmi. Oni su uglavnom mobilni genetski elementi kao što su transpozoni (geni za skakanje), plazmidi (nehromozomska kružna DNK) i bakteriofagi (bakterije koje inficiraju viruse). To se dešava putem nekoliko mehanizama kako slijedi.
Horizontalni mehanizmi prijenosa gena
Transformacija
Prokarioti su u stanju da preuzmu slobodnu DNK u obliku plazmida posebno.
Bakterijska konjugacija
Način seksualne reprodukcije koji se javlja između dvije privremeno povezane ćelije. Tokom konjugacije, F plazmidi se prenose od donora do primaoca, što rezultira prijenosom genetskog materijala između dva organizma kao što je prikazano na slici 02. Ovo je glavni mehanizam koji uključuje horizontalni prijenos gena.
Transdukcija
Bakteriofag može ubrizgati svoj DNK u bakteriju kada je inficiran, što rezultira prijenosom gena između dvije bakterije tokom druge infekcije. Ovo se dešava kroz dva procesa nazvana generalizovana i specijalizovana transdukcija.
Upotrebe horizontalnog prijenosa gena
Horizontalni transfer gena se koristi u genetskom inženjeringu. Strana DNK se može rekombinovati ili umetnuti u genom organizma primaoca horizontalnim prenosom gena. Omogućava primaocima da steknu nove osobine važne za rast i opstanak. Horizontalni transfer gena je izuzetno važan u adaptaciji i evoluciji i prokariota i eukariota. Povoljne osobine se filtriraju kroz prirodnu selekciju i doprinose evoluciji. Neki organizmi stječu gene koji su vrijedni za adaptaciju i evoluciju kroz horizontalni prijenos gena. Na primjer, sticanje otpornosti na antibiotike od strane bakterija je rezultat horizontalnog prijenosa gena.
Horizontalni transfer gena je najomiljeniji među usko srodnim taksonima od veoma različitih vrsta. Može se javiti i između bakterija koje žive u istom mikrookruženju.
Slika 02: Horizontalni prijenos gena bakterija tokom konjugacije
Koja je razlika između vertikalnog i horizontalnog prijenosa gena?
Vertikalni vs Horizontalni prijenos gena |
|
| Vertikalni prijenos gena odnosi se na proces koji prenosi genetski materijal s roditelja na potomstvo reprodukcijom. | Horizontalni transfer gena odnosi se na proces koji prenosi genetski materijal između nepovezanih organizama. |
| Metode | |
| Može se dogoditi seksualnim, aseksualnim ili vještačkim putem. | Transformacija, transdukcija i bakterijska konjugacija su mehanizmi uključeni u horizontalni transfer gena. |
| Pojava | |
| To je uobičajen proces. | To je manje uobičajen proces. |
| Ovisnost o mobilnoj DNK | |
| Ne zavisi od mobilnih genetskih elemenata. | To je moguće zbog mobilnih DNK elemenata kao što su transpozoni, plazmidi, bakteriofagi. |
Sažetak – vertikalni vs horizontalni prijenos gena
Transfer gena može se dogoditi između srodnih i nepovezanih osoba. Postoje dvije glavne vrste prijenosa gena koje se nazivaju vertikalni i horizontalni. Vertikalni prijenos gena događa se sa roditelja na potomstvo. Tokom reprodukcije ili ukrštanja biljaka, geni se prenose sa roditelja na potomstvo. Horizontalni prijenos gena događa se između različitih vrsta koje nisu povezane. To nije izvodljivo kao vertikalni prijenos gena. Međutim, zahvaljujući pokretnim DNK elementima kao što su plazmidi, geni za skakanje i bakteriofagi, geni se razmjenjuju između organizama horizontalno putem konjugacije, transdukcije i transformacije. Horizontalni prijenos gena je uobičajen kod bakterija i arheja nego kod eukariota. Ovo je razlika između vertikalnog i horizontalnog prijenosa gena.
