Transfer orizontal de gene

Transferul orizontal al genelor (HGT) este procesul prin care un organism transferă material genetic către un organism nedescendent. În schimb, în ​​transferul vertical de gene , un organism primește material genetic de la un strămoș. Genetica se ocupă în principal de transferul vertical de gene simplu.

Transferul de gene orizontal artificial este utilizat în inginerie genetică .

Istorie

Transferul orizontal de gene a fost descris pentru prima dată în Japonia în 1959 cu o publicație care a demonstrat transferul rezistenței la antibiotice între diferite specii bacteriene [1] [2] . La mijlocul anilor 1980, Michael Sivyanen [3] a prezis că transferul orizontal de gene a existat, a avut o semnificație biologică și a fost implicat în modelarea istoriei evoluției încă de la începutul vieții pe Pământ.

În 1999, Ravi Jain, Maria Rivera și James Lake au scris: „Din ce în ce mai multe studii ale genelor și genomului indică faptul că a avut loc un transfer orizontal semnificativ de gene între procariote ” [4] (vezi și Lake și Rivera, 2007) [5] . Acest proces pare să fi avut un anumit efect și asupra eucariotelor unicelulare . După cum scriu Eric Baptest și colab.(2005), „Dovezi suplimentare sugerează că transferul de gene poate fi, de asemenea, un mecanism evolutiv important în evoluția protozoarelor ” [6] .

Carl Woese a publicat un articol în 2004 în care a susținut că a existat un transfer masiv de informații genetice între grupuri antice de organisme vii. În cele mai vechi timpuri, predomina un proces pe care el îl numește transfer orizontal de gene. Mai mult, cu cât mai departe în trecut, cu atât este mai puternică această predominanță. [7]

Există unele dovezi că și plantele și animalele superioare au fost afectate și acest lucru ridică probleme de siguranță [8] . Așa că, în 2010, un grup de oameni de știință condus de Cédric Feschotte, în urma analizei genomului mamiferelor ( opossum și maimuțe saimiri ), mușcate de insecta sud-americană care suge sânge Rhodnius prolixus , a descoperit un transfer orizontal al unui fragment de ADN. - un transpozon . Identitatea acestui fragment de ADN la mamifere și insecte ajunge la 98% [9] .

Cu toate acestea, Aaron Richardson și Geoffrey Palmer (2007) afirmă: „Transferul genic orizontal a jucat un rol major în dezvoltarea bacteriilor și este destul de comun la unele eucariote unicelulare . Cu toate acestea, prevalența și semnificația transferului orizontal în evoluția eucariotelor multicelulare rămân neclare.” [zece]

Cu dovezi tot mai mari care sugerează importanța dezvoltării acestor fenomene (vezi mai jos), biologul molecular Peter Gogarten a descris transferul orizontal de gene drept „o nouă paradigmă în biologie” [11] .

Viruși

Un exemplu de transfer de gene între viruși este mimivirusul și virofagul mic Sputnik . Ambele infectează ameba , dar virofagul este incapabil să se reproducă în absența mimivirusului [12] . Dintre cele 13 gene virofage care se aseamănă puțin cu alte gene, 3 sunt similare cu genele Mimivirus și Mamavirus și este posibil să fi fost incluse în genomul virofagului în momentul formării particulelor. Se poate presupune că virusul satelit ar putea efectua transfer orizontal de gene între viruși, similar modului în care bacteriofagii transferă gene între bacterii [13] .

Vezi și

• Pangen

Note

1. ↑ Ochiai K., Yamanaka T., Kimura K., Sawada, O. Moștenirea rezistenței la medicamente (și transferul acesteia) între tulpinile Shigella și între tulpinile Shigella și E. coli  (japonez)  // Hihon Iji Shimpor. - 1959. - T. 1861 . - S. 34 .
2. ↑ Akiba T., Koyama K., Ishiki Y., Kimura S., Fukushima T. Despre mecanismul dezvoltării clonelor de Shigella multi-rezistente la medicamente   // Jpn . J. Microbiol. : jurnal. - 1960. - Aprilie ( vol. 4 ). - P. 219-227 . — PMID 13681921 .
3. ↑ Syvanen Michael. Transfer de gene între specii; implicaţii pentru o nouă teorie a evoluţiei  (engleză)  // J. Theor. Biol. : jurnal. - 1985. - ianuarie ( vol. 112 , nr. 2 ). - P. 333-343 . - doi : 10.1016/S0022-5193(85)80291-5 . — PMID 2984477 .
4. ^ Jain R., Rivera MC, Lake JA Transferul orizontal al genelor între genomi  : ipoteza complexității  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 1999. - Martie ( vol. 96 , nr. 7 ). - P. 3801-3806 . - doi : 10.1073/pnas.96.7.3801 . — PMID 10097118 .
5. ↑ Rivera MC, Lake JA Inelul vieții oferă dovezi pentru originea fuziunii genomului eucariotelor  //  Nature : journal. - 2004. - Septembrie ( vol. 431 , nr. 7005 ). - P. 152-155 . - doi : 10.1038/nature02848 . — PMID 15356622 . Arhivat din original pe 27 septembrie 2007. Copie arhivată (link indisponibil) . Consultat la 4 noiembrie 2009. Arhivat din original pe 27 septembrie 2007. (nedefinit) 
6. ↑ Bapteste E., Susko E., Leigh J., MacLeod D., Charlebois RL, Doolittle WF Filogeniile genelor ortologe susțin cu adevărat gândirea arborilor? (engleză)  // BioMed Central : jurnal. - 2005. - Vol. 5 , nr. 1 . — P. 33 . - doi : 10.1186/1471-2148-5-33 . — PMID 15913459 .
7. ↑ Conferință publică susținută de Freeman Dyson la Institutul de Fizică. P. N. Lebedev RAS
8. ↑ Mae-Wan Ho (1999). Promotor viral de mozaic de conopidă - O rețetă pentru dezastru? Microbial Ecology in Health and Disease , 11 :194-197. Retipărire Arhivat 11 septembrie 2008 la Wayback Machine . Accesat 2008-06-09.
9. ↑ http://www.nature.com/nature/journal/v464/n7293/full/nature08939.html Un rol pentru interacțiunile gazdă-parazit în transferul orizontal al transpozonilor între phyla
10. ↑ Richardson, Aaron O. și Jeffrey D. Palmer. Transferul de gene orizontale în plante  (engleză)  // Journal of Experimental Botany  : jurnal. - Oxford University Press , 2007. - ianuarie ( vol. 58 ). - P. 1-9 [1] . doi : 10.1093 / jxb/erl148 . — PMID 17030541 .
11. ↑ Gogarten, Peter. Transferul genelor orizontale: o nouă paradigmă pentru biologie  (engleză)  // Centrul Esalen pentru teorie și cercetare Conferință: jurnal. — 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 un parazit unic al gigantului mimivirus  //  Nature: journal. - 2008. - septembrie ( vol. 455 , nr. 7209 ). - P. 100-104 . - doi : 10.1038/nature07218 . — PMID 18690211 .
13. ↑ Pearson H. url = „Virophage” sugerează că virușii sunt în viață   // ​​Natura . - 2008. - august ( vol. 454 , nr. 7205 ). — P. 677 . - doi : 10.1038/454677a . — PMID 18685665 .

Link -uri

• Transferul orizontal al genelor și rolul său în evoluție

Dicționare și enciclopedii	mare chinezesc Britannica (online)