Pagal Genų perdavimas reiškia dirbtinį ar natūralų svetimos genetinės medžiagos pernešimą į apvaisintą kiaušialąstelę. Tiksliau, atskiri genai yra perduodami iš organizmo donoro į organizmą recipientą. Skiriamas horizontalus ir vertikalus genų perdavimas. Genų perdavimas gali vykti transformacijos, konjugacijos ar transfekcijos būdu. Techniniai procesai yra, pavyzdžiui, mikroinjekcijos arba biologinis metodas, dar žinomas kaip „genų pistoletas“.
Kas yra genų perdavimas?
Horizontalusis genų perdavimas yra procesas, kurio metu genetinė medžiaga patenkama arba perduodama be lytinio dauginimosi kelio ir nepriklausomai nuo rūšies ribų. Šiame procese genas, turintis specifinę savybę, įvedamas į genomą ir ten aktyvuojamas. Tiksliau, tai reiškia, kad genetinė medžiaga nėra perduodama išilgai linijos, o vertikalus genų perdavimas vyksta per protėvius palikuonims.
Evoliucijos teorijoje horizontalus genų perdavimas pateikia paaiškinimą, pavyzdžiui, mikroorganizmų, kuriems būdingi dideli vystymosi šuoliai, atsiradimui. Nuo to, savo ruožtu, vertikalus perdavimas turi būti diferencijuojamas kaip ypatinga forma, kai patogenai perduodami kitam per genetinę vienos užkrėstos kartos sudėtį.
Įrodyta, kad horizontalus pernešimas vyksta mikroorganizmuose ir bestuburiuose. Pavyzdžiui, atsparūs antibiotikams genai plinta tarp bakterijų. Kita vertus, Wolbachia bakterijų atveju visas vaisiaus musės ląstelėse yra įvežamas genomas, net jei tik kai kurie genai vėliau atlieka tam tikras funkcijas.
Dėl greito tansgeninės DNR skaidymo už ląstelės ribų mažai tikėtina, kad horizontalus genų pernešimas įvyks mikrobiologinėje faunoje. Dažniausiai tai vyksta laboratorijoje. Vien tik skirtingo atsparumo ir patogenų atsiradimas savo ruožtu galėtų suteikti informacijos apie natūraliai vykstantį genų perdavimą.
Toks genų perkėlimas buvo įrodytas, pavyzdžiui, dirvožemio bakterijoje „Agrobacterium tumefaciens“, turinčioje galimybę pernešti DNR į augalų ląsteles - procesą, kurį pirmą kartą aprašė belgų molekuliniai biologai Marcas Van Montagu ir Jozefas Schellis 1983 m., Ir gramneigiamų lazdelių bakterija „Bartonella henselae“, gebanti pernešti DNR į eukariotines ląsteles per savo transportavimo sistemą.
Vertikalus genų perdavimas, savo ruožtu, yra kryžius, kuris įvyksta dviem individams ar augalams lytiniu pagrindu, kai genai perduodami kitoms kartoms. Tada mes kalbame apie perdavimą palei vertikalią žemėjimo liniją.
Jei, pavyzdžiui, kryžminami transgeniniai ir ne transgeniniai augalai, ne-transgeniniai augalai taip pat perima genų konstrukcijas. Jis taip pat gali būti perduodamas chromosomoms, turinčioms genetinių defektų.
Mikroorganizmų atveju DNR perdavimas palikuonims vadinamas vertikaliu perdavimu. Šis terminas taip pat apibūdina patogenų perdavimą nėštumo metu, gimimo procesą ir po gimimo iš motinos vaikui. Čia gali atsirasti infekcinės ligos, tokios kaip raudonukė ar ŽIV.
Funkcija ir užduotis
Genų inžinerijoje horizontalus genų perdavimas naudojamas genetiškai modifikuotiems organizmams sukurti. Procedūra apima daugybę metodų, kurie priklauso nuo konkretaus pokyčio, pvz., Ar tai yra prokariotas, ar eukariotas. Pirmasis apibūdina gyvas būtybes, kurios neturi branduolio. Tai, pavyzdžiui, bakterijos, tiksliau eubakterijos ir archebakterijos. Jie pasižymi dideliu biologiniu pritaikomumu ir paprasta morfologija, neturi mitochondrijų, citoplazmoje nėra genomo, turi sudėtingą tarpląstelinę matricą ir papildomą DNR.
Atitinkamai, eukariotai yra organizmai, kurie turi branduolį ir vystosi iš pradinių ląstelių, turinčių branduolį. Tai savo ruožtu gali būti sporos arba zigotai. Zigota yra diploidinė ląstelė, susidariusi iš kiaušinių ir spermos ląstelių. Sporos yra vienaląsčiai ar daugialąsteliai mikroorganizmai, pasižymintys dideliu atsparumu aplinkos poveikiui.
Prokariotuose vyksta transformacija, transdukcija ir konjugacija, eukariotuose - transfekcija. Transdukcijos metu infekcija bakteriofagais perduoda DNR fragmentus tarp dviejų bakterijų. Konjugacijos metu DNR perkeliama iš vienos bakterijos į kitą. Taip pat nuo donoro iki recipiento peržengiant rūšių ribas. Bonos bakterijos, veikiančios kaip donorai, turi F faktorių, kuris visų pirma leidžia konjuguoti. Ryšys tarp bakterijų sukuriamas plazminiu tiltu ir donoras perduoda plazmidę recipientui. Transformacija, savo ruožtu, yra laisvos DNR įsisavinimas bakterijų.
Ligos ir negalavimai
Dabar tyrinėtojai sugebėjo įrodyti, kad žmogaus genetinis makiažas buvo ne tik perduodamas iš kartos į kartą per vertikalų genų perdavimą, bet ir evoliucijos metu žmonės juos perėmė iš bakterijų. Horizontaliu genų perdavimu daugiau nei šimtas mikroorganizmų genų pateko į žmogaus genomą.
Tyrimų rezultatas pirmą kartą sukėlė sąmyšį 2001 m., Tačiau vis tiek buvo laikomas prieštaringai vertinamu. Tolesniems metams bėgant tapo prieinama išsamesnė genomo duomenų bazė, britų mokslininkai palygino vaisių musių, primatų, įvairių apvaliųjų kirmėlių ir žmonių genus su mikroorganizmų genetiniu pagrindu. Žmonių rezultatas buvo 145 genai, kurie iš pradžių yra iš mikrobų pasaulio ir taip pat atlieka svarbias užduotis, pavyzdžiui, dalyvauja lipidų apykaitoje ar įvairiose imuninėse reakcijose.
Toks horizontalus genų perkėlimas tikriausiai įvyksta tuo metu, kai skirtingos rūšys dar nebuvo suskaidytos. Priešingai, šios formos genų perdavimas iki šiol egzistavo apvaliuose kirminuose ir musių vaisiuose. Kaip tokios bakterijos buvo įtrauktos į žmogaus genomą, dar nepaaiškinta. Vienas iš galimų paaiškinimų yra virusai, kurie galėjo būti transporto priemonė.
Apskritai, genų perdavimas gali turėti teigiamą poveikį organizmų sveikatai, padarydamas juos atspariais išoriniam jautrumui, tačiau gali atsirasti ir priešingai - patogenai, kaip ir HI viruso atveju, perduodami kitam organizmui.
.jpg)
