Poziomy transfer genów (zwany też: horyzontalnym (HTG) lub lateralnym (LTG)) - przechodzenie genów między organizmami, najczęściej blisko ze sobą spokrewnionymi. Typowe dziedziczenie genów od przodka do potomka nazywane jest w terminologii genetycznej pionowym transferem genów (VTG, z ang.: vertical gene transfer).
HTG można podzielić na:
W 1984 roku koncepcje HTG nazwaną wtedy jako międzygatunkowy przepływ genów wprowadził Michael Syvanen i ją sukcesywnie rozwijał [2] [3].
Spis treści |
Dobrze i wcześnie poznano HTG u prokariotów. W tej gałęzi życia naturalny HTG zachodzi dzięki koniugacji, transdukcji i transformacji. Niektóre bakterie wytwarzają pile, ułatwiające koniugacyjne przekazywanie DNA, i tu może zachodzić zarówno poziomy jak i pionowy transfer genów - gdy przez pile przechodzi DNA między bakteriami tego samego gatunku, określa się to jako transfer pionowy , gdy między różnymi gatunkami, to wtedy określany jest jako transfer poziomy. Podobne bywa w przypadku transdukcji i transformacji.
DHODaza, występuje w mitochondriach u wielu drożdży a u Saccharomyces cerevisiae w cytoplazmie. Ten cytoplazmatyczny enzym nabyty od Lactobacillales pozwala na wzrost w warunkach beztlenowych [potrzebne źródło].
U Saccharomyces kluyveri DHODaza jest kodowana zarówno przez gen pochodzący z bakterii, jak i gen drożdżowy i występuje w dwóch formach. Jest przykładem na przejściową fazę HTG datowaną na 100 mln lat temu [4]. Jest to przykład podwójnego HTG - pierwszy 'stary' mitochondrialny przekazywany VTG i stosunkowo nowy HTG poprawiający niefunkcjonalne beztlenowo geny mitochondrialne.
Gen BDS1 GenPept Q08347[5] kodujący 646 aminokwasowy enzym alkyl/aryl sulfatazę został włączony do genomu drożdży z α-proteobakterii, jego 1941-bp sekwencja jest zlokalizowana w przy-telomerowym regionie piętnastego chromosomu. Dzikie S. cerevisiae posiadające ten gen są zdolne wykorzystać nawet SDS jako źródło siarki. Inny HTG "pojmany" gen to URA1 [2] jest także pochodzenia bakteryjnego[6].
Zespół naukowców z University of Rochester oraz instytutu badawczego J. Craig Venter Institute w Rockville (kierownik prac - prof. Jack Warren) odkrył cały genom pasożytniczej bakterii Wolbachia w drugim chromosomie DNA muszki owocowej (Drosophila melanogaster). Geny pochodzące od bakterii podlegały takiemu samemu dziedziczeniu jak czysto owadzie geny - stwierdził dr Michael Clark. Prawdopodobnie do wchłonięcia genomu bakterii doszło podczas procesu naprawiania DNA przez komórki owadów. Unikalność tego przypadku polega na wchłonięciu całego obcego genomu[7].
Geny kodujące syntezę karotenoidów u mszyc najprawdopodobniej pochodzą od grzybów, być może infekujących mszyce [8].
 | Ten artykuł od 2007-08 wymaga uzupełnienia źródeł podanych informacji. Informacje nieweryfikowalne mogą zostać zakwestionowane i usunięte. Aby uczynić artykuł weryfikowalnym, należy podać przypisy do materiałów opublikowanych w wiarygodnych źródłach. Adnotacja: ta sekcja. |
Transfer genów zachodzi wśród prokariotów w o wiele większym stopniu niż u eukariotów, zachodzi też o wiele częściej pomiędzy gatunkami bardziej spokrewnionymi. Można to wyjaśnić tym, że ekspresja tego samego genu będzie z większym prawdopodobieństwem podobna w bliżej spokrewnionych[potrzebne źródło]. Ważnym wyjątkiem od tego, jest transfer genów z endosymbiontów (mitochondria, chloroplasty) do jądra komórkowego.
Najłatwiej transferowane są geny odpowiedzialne za pojedyncze reakcje, o wiele rzadziej dochodzi do transferu dużych kompleksów genów. Jest to jeden z powodów tego, że geny operacyjne, czyli odpowiedzialne za różne procesy biochemiczne zachodzące w komórce są transferowane o wiele częściej niż geny informacyjne, czyli odpowiedzialne za zarządzanie informacją w komórce (transkrypcja, translacja itp). Te pierwsze to zwykle jeden do kilku enzymów, te drugie zaś działają jako duża grupa bardzo blisko powiązanych enzymów i nie można wymienić czy dodać jednego czy nawet tylko kilku z nich.
Najprostszym mechanizmem jest wychwyt DNA martwego organizmu. Takie zjawisko zachodzi bardzo łatwo wśród prokariotów. Uważa się, że udokumentowane przypadki transferu między endosymbiontami a eukariotami mają podobny charakter.
Innym możliwym mechanizmem jest wymiana plazmidów między bakteriami. Jeszcze innym są wirusy, które razem ze swoim materiałem genetycznym transferują też czasem fragmenty genów poprzednio zarażonego organizmu. Możliwe są też zaburzenia fagocytozy kończące się przedostaniem zawartości "pokarmu" do cytoplazmy.
