Horisontal genoverførsel
Horisontal genoverførsel (HGT) (eller lateral genoverførsel) er enhver proces, hvor en organisme får genetisk materiale fra en anden organisme uden at være afkom af denne organisme.
Vertikal overførsel sker derimod, når en organisme får genetisk materiale fra sin forfader, f.eks. sin forælder eller en art, som den har udviklet sig fra.
De fleste overvejelser inden for genetik har fokuseret på vertikal overførsel, men der er en voksende bevidsthed om, at horisontal genoverførsel er et vigtigt fænomen. Blandt encellede organismer er det måske den dominerende form for genetisk overførsel. Kunstig horisontal genoverførsel er en form for genteknologi.
Mekanisme
Der findes flere mekanismer til horisontal genoverførsel:
- Transformation, den genetiske ændring af en celle som følge af indføring, optagelse og ekspression af fremmed genetisk materiale (DNA eller RNA). Denne proces er relativt almindelig hos bakterier, men mindre almindelig hos eukaryoter. Transformation anvendes ofte i laboratorier til at indsætte nye gener i bakterier med henblik på forsøg eller til industrielle eller medicinske formål.
- Transduktion, den proces, hvor bakterie-DNA flyttes fra en bakterie til en anden af en bakterievirus (en bakteriofag eller "fage").
- Bakteriekonjugation, en proces, hvor en bakteriecelle overfører genetisk materiale til en anden celle ved kontakt mellem cellerne.
- Et genoverførselsmiddel eller "GTA" er et viruslignende element, som indeholder tilfældige stykker af værtskromosomet. De findes hos de fleste medlemmer af alphaproteobakterier i ordenen Rhodobacterales. De er kodet af værtsgenomet. GTA'er overfører DNA så hyppigt, at de kan spille en vigtig rolle i evolutionen.
I en rapport fra 2010 blev det konstateret, at gener til antibiotikaresistens kan overføres ved at konstruere GTA'er i laboratoriet. - Integroner, et bakterielt "kit" til overførsel af genkassetter.
Historie
Horisontal genoverførsel blev første gang beskrevet i Japan i en publikation fra 1959, der viste overførsel af antibiotikaresistens mellem forskellige bakteriearter.
I midten af 1980'erne foreslog Syvanen, at lateral genoverførsel ikke blot havde biologisk betydning, men også var involveret i udformningen af evolutionens historie fra begyndelsen af livet på Jorden.
"Undersøgelser af gener og genomer viser i stigende grad, at der har fundet en betydelig horisontal overførsel sted mellem prokaryoter". Fænomenet synes også at have haft en vis betydning for encellede eukaryoter. Som Bapteste et al. bemærker, "tyder yderligere beviser på, at genoverførsel også kan være en vigtig evolutionær mekanisme i protisternes udvikling".
Der er visse tegn på, at selv højere planter og dyr er blevet påvirket. Richardson og Palmer (2007) anfører: "Horisontal genoverførsel (HGT) har spillet en vigtig rolle i bakteriers evolution og er ret almindelig i visse encellede eukaryoter. Imidlertid er udbredelsen og betydningen af HGT i udviklingen af flercellede eukaryoter fortsat uklar".
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er horisontal genoverførsel?
A: Horisontal genoverførsel er en proces, hvor en organisme overtager genetisk materiale fra en anden organisme, som ikke er dens afkom.
Q: Hvordan adskiller horisontal genoverførsel sig fra vertikal overførsel?
A: Vertikal overførsel sker, når en organisme får genetisk materiale fra sin forfader, mens horisontal genoverførsel sker, når en organisme får genetisk materiale fra en anden organisme, som ikke er dens afkom.
Q: Hvad har det meste af tænkningen inden for genetik fokuseret på?
A: De fleste tanker inden for genetik har fokuseret på vertikal overførsel.
Q: Hvorfor er horisontal genoverførsel et vigtigt fænomen?
A: Horisontal genoverførsel er et vigtigt fænomen, fordi det blandt encellede organismer kan være den dominerende form for genetisk overførsel.
Q: Hvad er kunstig horisontal genoverførsel?
A: Kunstig horisontal genoverførsel er en form for genteknologi, der involverer bevidst overførsel af genetisk materiale fra en organisme til en anden.
Q: Kan horisontal genoverførsel forekomme mellem organismer af forskellige arter?
A: Ja, horisontal genoverførsel kan forekomme mellem organismer af forskellige arter.
Q: Oplever alle organismer horisontal genoverførsel?
A: Nej, kun nogle organismer oplever horisontal genoverførsel, især encellede organismer.
