Horizontálny prenos génov
Horizontálny prenos génov (HGT) (alebo bočný prenos génov) je akýkoľvek proces, pri ktorom organizmus získava genetický materiál od iného organizmu bez toho, aby bol jeho potomkom.
Naproti tomu vertikálny prenos nastáva vtedy, keď organizmus získa genetický materiál od svojho predka, napr. od svojho rodiča alebo druhu, z ktorého sa vyvinul.
Väčšina myšlienok v genetike sa zameriava na vertikálny prenos, ale čoraz viac ľudí si uvedomuje, že horizontálny prenos génov je významným fenoménom. Medzi jednobunkovými organizmami môže byť dominantnou formou genetického prenosu. Umelý horizontálny prenos génov je formou genetického inžinierstva.
Mechanizmus
Existuje niekoľko mechanizmov horizontálneho prenosu génov:
- Transformácia, genetická zmena bunky, ktorá je výsledkom zavedenia, prijatia a expresie cudzieho genetického materiálu (DNA alebo RNA). Tento proces je relatívne bežný u baktérií, ale menej u eukaryotov. Transformácia sa často používa v laboratóriách na vkladanie nových génov do baktérií na účely experimentov alebo na priemyselné či lekárske účely.
- Transdukcia, proces, pri ktorom sa bakteriálna DNA prenáša z jednej baktérie do druhej pomocou bakteriálneho vírusu (bakteriofága alebo fága).
- Bakteriálna konjugácia, proces, pri ktorom bakteriálna bunka prenáša genetický materiál do inej bunky kontaktom medzi bunkami.
- Génový prenosový agent alebo "GTA" je prvok podobný vírusu, ktorý obsahuje náhodné časti hostiteľského chromozómu. Nachádzajú sa u väčšiny členov radu alfaproteobaktérií Rhodobacterales. Sú kódované genómom hostiteľa. GTA prenášajú DNA tak často, že môžu mať dôležitú úlohu v evolúcii.
V správe z roku 2010 sa zistilo, že gény pre rezistenciu voči
antibiotikám sa môžu prenášať pomocou inžinierstva GTA v laboratóriu. - Integróny, bakteriálna "súprava" na prenos génových kaziet.
História
Horizontálny prenos génov bol prvýkrát opísaný v Japonsku v publikácii z roku 1959, ktorá preukázala prenos rezistencie voči antibiotikám medzi rôznymi druhmi baktérií.
V polovici 80. rokov Syvanen vyslovil predpoklad, že laterálny prenos génov má nielen biologický význam, ale že sa podieľa na formovaní evolučnej histórie od počiatku života na Zemi.
"Štúdie génov a genómov čoraz častejšie naznačujú, že medzi prokaryotami došlo k značnému horizontálnemu prenosu." Zdá sa, že tento jav mal určitý význam aj pre jednobunkové eukaryoty. Ako poznamenáva Bapteste a kol. "ďalšie dôkazy naznačujú, že prenos génov by mohol byť dôležitým evolučným mechanizmom aj v evolúcii protist".
Existujú dôkazy o tom, že boli postihnuté aj vyššie rastliny a živočíchy. Richardson a Palmer (2007) uvádzajú: "Horizontálny prenos génov (HGT) zohral významnú úlohu v evolúcii baktérií a je pomerne bežný u niektorých jednobunkových eukaryotov. Prevalencia a význam HGT v evolúcii mnohobunkových eukaryotov však zostáva nejasná".
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je to horizontálny prenos génov?
Odpoveď: Horizontálny prenos génov je proces, pri ktorom organizmus získava genetický materiál od iného organizmu, ktorý nie je jeho potomkom.
Otázka: Ako sa horizontálny prenos génov líši od vertikálneho prenosu?
Odpoveď: Vertikálny prenos nastáva vtedy, keď organizmus získava genetický materiál od svojho predka, zatiaľ čo horizontálny prenos génov nastáva vtedy, keď organizmus získava genetický materiál od iného organizmu, ktorý nie je jeho potomkom.
Otázka: Na čo sa zameriava väčšina myslenia v genetike?
Odpoveď: Väčšina úvah v genetike sa sústredila na vertikálny prenos.
Otázka: Prečo je horizontálny prenos génov významným javom?
Odpoveď: Horizontálny prenos génov je významný jav, pretože medzi jednobunkovými organizmami môže byť dominantnou formou genetického prenosu.
Otázka: Čo je umelý horizontálny prenos génov?
Odpoveď: Umelý horizontálny prenos génov je druh genetického inžinierstva, ktorý zahŕňa zámerný prenos genetického materiálu z jedného organizmu do druhého.
Otázka: Môže dôjsť k horizontálnemu prenosu génov medzi organizmami rôznych druhov?
Odpoveď: Áno, horizontálny prenos génov sa môže uskutočniť medzi organizmami rôznych druhov.
Otázka: Dochádza k horizontálnemu prenosu génov u všetkých organizmov?
Odpoveď: Nie, horizontálny prenos génov sa vyskytuje len v niektorých organizmoch, najmä v jednobunkových organizmoch.
