Горизонтальный перенос генов (ГПГ) — это процесс, при котором генетический материал передается между организмами, не являющимися потомками друг друга, что особенно интересно в контексте многоклеточных организмов. Этот механизм передачи генов позволяет обмениваться генетической информацией за пределами родственного наследования через половое размножение.
Основные механизмы горизонтального переноса генов:
Вирусная инфекция: Гены могут передаваться с помощью вирусов, которые встраивают свою ДНК в геном хозяина, превращая такие гены в наследуемую часть генетического материала организма. Вирусы работают как векторы для ГПГ, и их «захват» клеточных генов, а также последующее их встраивание в другие клетки хозяева иллюстрируют этот механизм.
Трансформация: Этот процесс включает поглощение фрагментов генетического материала из окружающей среды клетками. Микроорганизмы, такие как бактерии, способны подхватывать плазмиды или другие фрагменты ДНК, которые затем могут встраиваться в их геном и выражаться как новые свойства.
Конъюгация: Это своеобразный способ «совокупления» у бактерий, при котором происходит обмен генетическим материалом через специальные структуры — пили; этот процесс аналогичен половому спорофиту у многоклеточных.
Эндосимбиоз: Организмы могут захватывать другие организмов или поддерживать с ними взаимовыгодные отношения, что может способствовать передаче генов между симбионтами и хозяевами.
Примеры:
Такие существа, как морской слизень, способны осуществлять горизонтальный перенос генов с водорослями, позволяя им фотосинтезировать. Другое интересное наблюдение — это обнаружение бактериальных генов в генах многоклеточных организмов, таких как тли, что указывает на древние ГПГ события.
Горизонтальный перенос генов должным образом изменяет понимание эволюционных процессов, добавляя новые слои к геномной мозаичности и показывая, что эволюция может происходить не только за счет медленных мутационных изменений и естественного отбора, но также и через быстрые события переноса генов.
Категория: Биология
Теги: генетика, эволюция, вирусы