Poziomy transfer genów (HGT)
Poziomy transfer genów (HGT, horyzontalny transfer genów) to zjawisko, w którym geny przemieszczają się między organizmami różnych gatunków, najczęściej w bliskich relacjach ekologicznych. HGT odpowiada za 10-20% genów w komórkach prokariotycznych, wpływając na kluczowe cechy ewolucyjne, takie jak oporność na antybiotyki czy zdolność do fotosyntezy. W przypadku eukariotów HGT występuje rzadziej, ale może odgrywać ważną rolę w ewolucji genomów.
Typy poziomego transferu genów
- Naturalny HGT: Zachodzi przypadkowo, ale ma istotny wpływ na ewolucję organizmów. Przykłady obejmują adaptację do pasożytnictwa i patogenezy.
- Sztuczny HGT: Wykorzystywany w inżynierii genetycznej, gdzie transfer genów jest celowy.
Występowanie HGT w organizmach
Najwięcej przypadków HGT dotyczy bakterii, gdzie proces ten zachodzi poprzez koniugację, transdukcję i transformację. W eukariotach, HGT jest dokumentowane w kontekście roślin i grzybów. Przykłady obejmują:
- Rośliny: Rośliny pasożytnicze mogą zarówno przekazywać, jak i otrzymywać geny. HGT odgrywa kluczową rolę w ewolucji genomów roślin.
- Drożdże: Geny pochodzące od bakterii mogą być zintegrowane z genomem drożdży, co ilustruje przypadek Saccharomyces kluyveri.
- Owady: Geny bakterii Wolbachia odkryto w genomie muszki owocowej.
- Grzyby: U mszyc stwierdzono, że geny syntezujące karotenoidy mogą pochodzić od grzybów.
Mechanizmy transferu genów
HGT może zachodzić na różne sposoby, w tym:
- Transformacja: Wychwyt DNA z martwych organizmów przez prokarioty.
- Wymiana plazmidów: Plazmidy mogą być wymieniane między bakteriami.
- Transdukcja: Wirusy mogą przenosić fragmenty genów z jednego organizmu do drugiego.
Znaczenie HGT
HGT ma kluczowe znaczenie dla ewolucji organizmów, umożliwiając wprowadzenie nowych cech genetycznych, co z kolei wpływa na ich zdolność do adaptacji w zmieniających się warunkach środowiskowych.
