Kľúčový rozdiel - vertikálny a horizontálny prenos génov
Génový prenos sa týka procesu, ktorý prenáša alebo vymieňa genetický materiál medzi organizmami. DNA, ktorá nesie funkčné gény, sa vymieňa medzi organizmami, čo spôsobuje zmenu ich genómového zloženia. Môže sa vyskytnúť u dvoch typov, ktoré sa nazývajú vertikálny prenos génov a horizontálny prenos génov. Horizontálny prenos génov označuje proces, pri ktorom sa genetický materiál prenáša medzi nepríbuznými jedincami. Vertikálny prenos génov označuje proces, pri ktorom sa gény prenášajú z rodiča na potomka. Toto je kľúčový rozdiel medzi vertikálnym a horizontálnym prenosom génov. Vertikálny prenos génov je medzi organizmami bežný, zatiaľ čo horizontálny prenos génov je menej častý.
OBSAH
1. Prehľad a hlavný rozdiel
2. Čo je vertikálny prenos génov
3. Čo je horizontálny prenos génov
4. Porovnanie vedľa seba - vertikálny a horizontálny prenos génov
5. Zhrnutie
Čo je to vertikálny prenos génov?
Vertikálny prenos génov je metóda prenosu génov z rodiča na ich potomka. Môže sa to vyskytnúť buď prostredníctvom sexuálneho rozmnožovania alebo nepohlavného rozmnožovania alebo umelých mechanizmov. Tento proces je bežným mechanizmom, ktorý sa deje medzi príbuznými organizmami. Gény prechádzajú z jednej generácie na ďalšiu generáciu prostredníctvom vertikálneho prenosu génov v živých organizmoch. V programoch šľachtenia rastlín sa zámerne vykonáva vertikálny prenos génov, aby sa preniesli dôležité gény do generácie F1. Dve rastliny sa pohlavne krížia, aby si zmiešali svoje gény a prešli do ďalšej generácie. Týmto spôsobom je možné uložiť do potomkov cenné vlastnosti, ktoré umožnia cirkuláciu v budúcich generáciách.
V baktériách je najbežnejšou metódou nepohlavného rozmnožovania binárne štiepenie. Výsledkom binárneho štiepenia sú dve identické bakteriálne bunky. Je to príklad vertikálneho spôsobu prenosu génov u baktérií. U ľudí sa choroba zvaná AIDS prenáša z matky na dieťa z dôvodu vertikálneho prenosu génov.
Obrázok 01: Vertikálny génový prenos baktérií počas binárneho štiepenia
Čo je to horizontálny prenos génov?
Horizontálny prenos génov je mechanizmus, pri ktorom sa genetický materiál prenáša medzi nepríbuznými organizmami. Je tiež známy ako bočný prenos génov. Vyskytuje sa medzi rôznymi genómami, napríklad medzi rôznymi druhmi. Organizmy získavajú rôzne vlastnosti prenosom génov. Horizontálny prenos génov sa líši od prenosu génov z rodiča na potomka.
Horizontálny prenos génov je ľahký vďaka niekoľkým typom DNA, ktoré majú organizmy. Sú to hlavne mobilné genetické prvky, ako sú transpozóny (skokové gény), plazmidy (nechromozomálna cirkulárna DNA) a bakteriofágy (baktérie infikujúce vírusy). Vyskytuje sa prostredníctvom niekoľkých mechanizmov nasledujúcim spôsobom.
Horizontálne mechanizmy prenosu génov
Transformácia
Prokaryoty sú schopné špeciálne prijímať voľnú DNA vo forme plazmidov.
Bakteriálna konjugácia
Režim sexuálnej reprodukcie, ktorý sa vyskytuje medzi dočasne spojenými dvoma bunkami. Počas konjugácie sa F plazmidy prenášajú od darcu k príjemcovi, čo vedie k prenosu genetického materiálu medzi dvoma organizmami, ako je znázornené na obrázku 02. Toto je hlavný mechanizmus, ktorý spočíva v horizontálnom prenose génov.
Transdukcia
Bakteriofág je schopný infikovať svoju DNA do baktérie, čo má za následok prenos génov medzi dvoma baktériami počas druhej infekcie. K tomu dochádza prostredníctvom dvoch procesov nazývaných generalizovaná a špecializovaná transdukcia.
Využitie horizontálneho prenosu génov
Horizontálny prenos génov sa používa v genetickom inžinierstve. Cudzia DNA môže byť rekombinovaná alebo vložená do genómu organizmu príjemcu pri horizontálnom prenose génov. Umožňuje príjemcom získať nové vlastnosti dôležité pre rast a prežitie. Horizontálny prenos génov je mimoriadne dôležitý pri adaptácii a vývoji prokaryotov a eukaryotov. Priaznivé vlastnosti sú filtrované cez prirodzený výber a prispievajú k vývoju. Niektoré organizmy získavajú gény, ktoré sú cenné pre adaptáciu a vývoj, prostredníctvom horizontálneho prenosu génov. Napríklad získanie rezistencie na antibiotikum baktériami je výsledkom horizontálneho prenosu génov.
Medzi úzko príbuznými taxónmi sa najviac uprednostňuje horizontálny prenos génov ako veľmi rozdielne druhy. Môže sa vyskytnúť aj medzi baktériami obývajúcimi to isté mikroprostredie.
Obrázok 02: Horizontálny génový prenos baktérií počas konjugácie
Aký je rozdiel medzi vertikálnym a horizontálnym prenosom génov?
Rozdielny článok v strede pred tabuľkou
Vertikálny vs horizontálny prenos génov |
|
| Vertikálny prenos génov označuje proces, ktorý reprodukciou prenáša genetický materiál z rodiča na potomka. | Horizontálny prenos génov označuje proces, ktorý prenáša genetický materiál medzi nepríbuznými organizmami. |
| Metódy | |
| Môže k tomu dôjsť sexuálnymi, nepohlavnými alebo umelými prostriedkami. | Transformácia, transdukcia a bakteriálna konjugácia sú mechanizmy zapojené do horizontálneho prenosu génov. |
| Výskyt | |
| Je to bežný proces. | Je to menej častý proces. |
| Závislosť od mobilnej DNA | |
| Nezávisí to od mobilných genetických prvkov. | Je to možné vďaka mobilným prvkom DNA, ako sú transpozóny, plazmidy, bakteriofágy. |
Zhrnutie - prenos génov vertikálne a horizontálne
K prenosu génov môže dôjsť medzi príbuznými a nepríbuznými jedincami. Existujú dva hlavné typy prenosu génov, ktoré sa nazývajú vertikálne a horizontálne. K vertikálnemu prenosu génov dochádza z rodiča na potomka. Počas reprodukcie alebo kríženia rastlín sa gény prenášajú z rodičov na potomkov. Horizontálny prenos génov sa deje medzi rôznymi druhmi, ktoré nie sú príbuzné. Nie je to možné ako vertikálny prenos génov. Avšak vďaka mobilným prvkom DNA, ako sú plazmidy, skokové gény a bakteriofágy, sa gény vymieňajú medzi organizmami horizontálne prostredníctvom konjugácie, transdukcie a transformácie. Horizontálny prenos génov je bežný v baktériách a archaeách ako eukaryoty. To je rozdiel medzi vertikálnym a horizontálnym prenosom génov.
