nyckelskillnad – vertikal vs horisontell genöverföring
Genöverföring avser den process som överför eller utbyter genetiskt material mellan organismer. DNA som bär funktionella gener utbyts mellan organismer vilket orsakar förändringen i deras genomiska sammansättning. Det kan förekomma i två typer som kallas vertikal genöverföring och horisontell genöverföring. Horisontell genöverföring avser den process där genetiskt material överförs mellan obesläktade individer. Vertikal genöverföring hänvisar till processen där gener överförs från förälder till deras avkomma. Detta är nyckelskillnaden mellan vertikal och horisontell genöverföring. Vertikal genöverföring är vanlig bland organismer medan horisontell genöverföring är mindre vanlig.
Vad är vertikal genöverföring?
Vertikal genöverföring är en metod för genöverföring från förälder till deras avkomma. Det kan ske antingen genom sexuell fortplantning eller asexuell fortplantning eller artificiella mekanismer. Denna process är en vanlig mekanism som sker mellan besläktade organismer. Genom överförs från en generation till nästa generation sker via vertikal genöverföring i levande organismer naturligt. I växtförädlingsprogram görs vertikal genöverföring avsiktligt för att överföra viktiga gener till F1-generering. Två växter korsas sexuellt för att blanda sina gener och gå vidare till nästa generation. Genom att göra detta kan värdefulla egenskaper lagras i avkomman vilket möjliggör cirkulation i framtida generationer.
I bakterier är den vanligaste asexuella reproduktionsmetoden binär fission. Binär fission resulterar i två identiska bakterieceller. Det är ett exempel på en vertikal genöverföringsmetod för bakterier. Hos människor överförs sjukdomen som kallas AIDS från förälders mamma till bebis på grund av vertikal genöverföring.
Figur 01: Vertikal genöverföring av bakterier under binär fission
Vad är horisontell genöverföring?
Horizontal genöverföring är en mekanism där genetiskt material överförs mellan icke-relaterade organismer. Det är också känt som lateral genöverföring. Det förekommer mellan olika genom som mellan olika arter. Organismer får olika egenskaper genom genöverföring. Horisontell genöverföring skiljer sig från genen som överförs från förälder till avkomma.
Horizontal genöverföring görs enkelt på grund av flera typer av DNA som ägs av organismer. De är huvudsakligen mobila genetiska element som transposoner (hoppande gener), plasmider (icke-kromosom alt cirkulärt DNA) och bakteriofager (bakterier som infekterar virus). Det sker via flera mekanismer enligt följande.
Horisontala genöverföringsmekanismer
Transformation
Prokaryoter kan ta upp fritt DNA i form av plasmider speciellt.
Bakteriell konjugation
Ett sätt för sexuell reproduktion som sker mellan tillfälligt sammankopplade två celler. Under konjugering överförs F-plasmider från givare till mottagare, vilket resulterar i överföring av genetiskt material mellan två organismer som visas i figur 02. Detta är huvudmekanismen för horisontell genöverföring.
Transduction
Bakteriofag kan injicera sitt DNA i en bakterie när de är infekterade, vilket resulterar i att gen överförs mellan två bakterier under den andra infektionen. Detta sker via två processer som kallas generaliserad och specialiserad transduktion.
Användningar av horisontell genöverföring
Horizontal genöverföring används inom genteknik. Främmande DNA kan rekombineras eller infogas i genomet hos mottagarorganismen vid horisontell genöverföring. Det tillåter mottagarna att förvärva nya egenskaper som är viktiga för tillväxt och överlevnad. Horisontell genöverföring är extremt viktig vid anpassning och evolution av både prokaryoter och eukaryoter. Gynnsamma egenskaper filtreras genom naturligt urval och bidrog till utvecklingen. Vissa organismer förvärvar gener som är värdefulla för anpassning och evolution genom horisontell genöverföring. Till exempel är bakteriers förvärv av antibiotikaresistivitet ett resultat av horisontell genöverföring.
Horisontell genöverföring är mest gynnad bland närbesläktade taxa än mycket olika arter. Det kan också uppstå mellan bakterier som lever i samma mikromiljö.
Figur 02: Horisontell genöverföring av bakterier under konjugering
Vad är skillnaden mellan vertikal och horisontell genöverföring?
Vertikal vs horisontell genöverföring |
|
| Vertikal genöverföring avser den process som överför genetiskt material från förälder till avkomma genom reproduktion. | Horizontal genöverföring avser den process som överför genetiskt material mellan orelaterade organismer. |
| Methods | |
| Det kan ske via sexuella, asexuella eller konstgjorda medel. | Transformation, transduktion och bakteriell konjugering är mekanismer involverade i horisontell genöverföring. |
| Currence | |
| Det är en vanlig process. | Det är en mindre vanlig process. |
| beroende av mobilt DNA | |
| Det beror inte på mobila genetiska element. | Det är möjligt på grund av mobila DNA-element som transposoner, plasmider, bakteriofager. |
Sammanfattning – Vertikal kontra horisontell genöverföring
Genöverföring kan ske mellan närstående och icke-relaterade individer. Det finns två huvudtyper av genöverföring som kallas vertikal och horisontell. Vertikal genöverföring sker från förälder till avkomma. Under reproduktion eller växtkorsning överförs gener från föräldrar till avkomma. Horisontell genöverföring sker mellan olika arter som inte är släkt. Det är inte möjligt som vertikal genöverföring. Men på grund av mobila DNA-element som plasmider, hoppgener och bakteriofager, utbyter gener mellan organismer horisontellt via konjugering, transduktion och transformation. Horisontell genöverföring är vanlig hos bakterier och arkéer än eukaryoter. Detta är skillnaden mellan vertikal och horisontell genöverföring.
