Horizontální přenos genů

Horizontální přenos genů (HGT) je proces, při kterém organismus přenáší genetický materiál na ne-potomký organismus. Naproti tomu při vertikálním přenosu genů organismus přijímá genetický materiál od předka. Genetika se zabývá především jednoduchým vertikálním přenosem genů.

V genetickém inženýrství se používá umělý horizontální přenos genů .

Historie

Horizontální přenos genů byl poprvé popsán v Japonsku v roce 1959 publikací, která demonstrovala přenos antibiotické rezistence mezi různými bakteriálními druhy [1] [2] . V polovině 80. let Michael Sivyanen [3] předpověděl, že horizontální přenos genů existuje, má biologický význam a podílí se na utváření evoluční historie od počátku života na Zemi.

V roce 1999 Ravi Jain, Maria Rivera a James Lake napsali: „Studie genů a genomů stále častěji naznačují, že mezi prokaryoty došlo k významnému horizontálnímu přenosu genů “ [4] (viz také Lake a Rivera, 2007) [5] . Zdá se, že tento proces měl určitý vliv i na jednobuněčná eukaryota . Jak píše Eric Baptest a kol .

Carl Woese publikoval v roce 2004 článek, ve kterém tvrdil, že došlo k masivnímu přenosu genetické informace mezi starověkými skupinami živých organismů. V dávných dobách převládal proces, který nazývá horizontální přenos genů. Navíc čím dále do minulosti, tím silnější je tato převaha. [7]

Existují určité důkazy, že byly zasaženy ještě vyšší rostliny a zvířata, což vyvolává obavy o bezpečnost [8] . V roce 2010 tak skupina vědců vedená Cédricem Feschottem v důsledku analýzy genomů savců ( vačice a opice saimiri ), pokousaných jihoamerickým krev sajícím broukem Rhodnius prolixus , objevila horizontální přenos fragmentu DNA - transposon . Identita tohoto fragmentu DNA u savců a hmyzu dosahuje 98 % [9] .

Aaron Richardson a Geoffrey Palmer (2007) však uvádějí: „Horizontální přenos genů hrál hlavní roli ve vývoji bakterií a je zcela běžný u některých jednobuněčných eukaryot. Nicméně prevalence a význam horizontálního přenosu ve vývoji mnohobuněčných eukaryot zůstává nejasný." [deset]

S přibývajícími důkazy naznačujícími vývojovou důležitost těchto jevů (viz níže) popsal molekulární biolog Peter Gogarten horizontální přenos genů jako „nové paradigma v biologii“ [11] .

Viry

Příkladem přenosu genů mezi viry je mimivirus a malý virofág Sputnik . Oba infikují amébu , ale virofág není schopen reprodukce v nepřítomnosti mimiviru [12] . Ze 13 virofágových genů, které se jen málo podobají jiným genům, jsou 3 podobné genům mimiviru a mamaviru a mohly být zahrnuty do virofágového genomu v době tvorby částic. Lze předpokládat, že satelitní virus by mohl provádět horizontální přenos genů mezi viry, podobně jako bakteriofágy přenášejí geny mezi bakteriemi [13] .

Viz také

• Pangen

Poznámky

1. ↑ Ochiai K., Yamanaka T., Kimura K., Sawada, O. Dědičnost lékové rezistence (a její přenos) mezi kmeny Shigella a mezi kmeny Shigella a E. coli  (japonsky)  // Hihon Iji Shimpor. - 1959. - T. 1861 . - S. 34 .
2. ↑ Akiba T., Koyama K., Ishiki Y., Kimura S., Fukushima T. O mechanismu vývoje multirezistentních klonů Shigella   // Jpn . J. Microbiol. : deník. - 1960. - Duben ( sv. 4 ). - str. 219-227 . — PMID 13681921 .
3. ↑ Syvanen Michael. Mezidruhový přenos genů; implikace pro novou teorii evoluce  (anglicky)  // J. Theor. Biol. : deník. - 1985. - leden ( roč. 112 , č. 2 ). - str. 333-343 . - doi : 10.1016/S0022-5193(85)80291-5 . — PMID 2984477 .
4. ↑ Jain R., Rivera MC, Lake JA Horizontální přenos genů mezi genomy  : hypotéza složitosti  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 1999. - březen ( roč. 96 , č. 7 ). - S. 3801-3806 . - doi : 10.1073/pnas.96.7.3801 . — PMID 10097118 .
5. ↑ Rivera MC, Lake JA Prstenec života poskytuje důkaz o původu fúze genomu eukaryot  //  Nature : journal. - 2004. - září ( roč. 431 , č. 7005 ). - S. 152-155 . - doi : 10.1038/nature02848 . — PMID 15356622 . Archivováno z originálu 27. září 2007. Archivovaná kopie (nedostupný odkaz) . Získáno 4. listopadu 2009. Archivováno z originálu 27. září 2007. (neurčitý) 
6. ↑ Bapteste E., Susko E., Leigh J., MacLeod D., Charlebois RL, Doolittle WF Podporují fylogeneze ortologních genů skutečně myšlení stromů? (anglicky)  // BioMed Central : deník. - 2005. - Sv. 5 , č. 1 . — S. 33 . - doi : 10.1186/1471-2148-5-33 . — PMID 15913459 .
7. ↑ Veřejná přednáška Freemana Dysona ve Fyzikálním institutu. P. N. Lebeděv RAS
8. ↑ Mae-Wan Ho (1999). Propagátor virové mozaiky květáku – recept na katastrofu? Microbial Ecology in Health and Disease , 11 :194-197. Reprint Archivováno 11. září 2008 na Wayback Machine . Přístup 2008-06-09.
9. ↑ http://www.nature.com/nature/journal/v464/n7293/full/nature08939.html Role pro interakce hostitel-parazit při horizontálním přenosu transposonů napříč kmeny
10. ↑ Richardson, Aaron O. a Jeffrey D. Palmer. Horizontální přenos genů v rostlinách  (anglicky)  // Journal of Experimental Botany  : journal. - Oxford University Press , 2007. - Leden ( vol. 58 ). - str. 1-9 [1] . doi : 10.1093 / jxb/erl148 . — PMID 17030541 .
11. ↑ Gogarten, Peter. Horizontální přenos genů: Nové paradigma pro biologii  (anglicky)  // Konference Centra pro teorii a výzkum Esalenu: časopis. — 2000.
12. ↑ La Scola B., Desnues C., Pagnier I., Robert C., Barrassi L., Fournous G., Merchat M., Suzan-Monti M., Forterre P., Koonin E., Raoult D. The virophage as unikátní parazit obřího mimiviru  //  Nature: journal. - 2008. - září ( roč. 455 , č. 7209 ). - str. 100-104 . - doi : 10.1038/nature07218 . — PMID 18690211 .
13. ↑ Pearson H. url = 'Virophage' naznačuje, že viry jsou živé   // ​​Příroda . - 2008. - Srpen ( roč. 454 , č. 7205 ). — S. 677 . - doi : 10.1038/454677a . — PMID 18685665 .

Odkazy

• Horizontální přenos genů a jeho role v evoluci

Slovníky a encyklopedie	velká čínština Britannica (online)