水平基因转移

水平基因转移(HGT)(或侧向基因转移)是指一个生物体从另一个生物体获得遗传物质而不成为该生物体的后代的任何过程。

相比之下,当一个生物体从它的祖先,例如它的父母或它所进化的一个物种那里获得遗传物质时,就发生了垂直转移。

遗传学中的大多数思考都集中在垂直转移上,但人们越来越意识到水平基因转移是一个重要的现象。在单细胞生物体中,它可能是遗传转移的主要形式。人工水平基因转移是基因工程的一种形式。

机制

有几种水平基因转移的机制。

  • 转化,是指由于引入、吸收和表达外来遗传物质(DNARNA)而导致的细胞的基因改变。这一过程在细菌中比较常见,但在真核生物中较少。在实验室中,转化经常被用来将新的基因插入细菌中进行实验或用于工业或医疗用途。
  • 转导,是指细菌DNA通过细菌病毒(噬菌体或 "噬菌体")从一个细菌转移到另一个细菌的过程。
  • 细菌共轭,是一个细菌细胞通过细胞间的接触将遗传物质转移到另一个细胞的过程。
  • 基因转移剂或 "GTA "是一种类似病毒的元素,它包含宿主染色体的随机片段。它们存在于Rhodobacterales目中的大多数成员。它们是由宿主基因组编码的。GTAs如此频繁地转移DNA,以至于它们在进化中可能有一个重要的作用。
    2010年的一份报告发现,抗生素抗性的
    基因可以通过实验室中的GTAs工程来转移。
  • 集成子,一种用于转移基因盒的细菌 "工具包"。

历史

日本在1959年的一份出版物中首次描述了水平基因转移,证明了不同种类的细菌之间的抗生素抗性转移。

20世纪80年代中期,Syvanen提出,横向基因转移不仅具有生物学意义,而且从地球上的生命开始就参与了进化史的塑造。

"对基因和基因组的研究越来越多地表明,原核生物之间发生了相当多的横向转移"。这一现象似乎对单细胞真核生物也有一些意义。正如Bapteste等人所观察到的,"额外的证据表明,基因转移也可能是原生动物进化中的一个重要的进化机制"。

有一些证据表明,甚至高等植物和动物也受到影响。Richardson和Palmer(2007)指出。"水平基因转移(HGT)在细菌进化中发挥了重要作用,在某些单细胞真核生物中也相当普遍。然而,HGT在多细胞真核生物进化中的普遍性和重要性仍不清楚"。

问题和答案

问:什么是水平基因转移?
答:水平基因转移是指一种生物从另一种非后代生物那里获得遗传物质的过程。

问:水平基因转移与垂直转移有何不同?
答:垂直转移是指生物从其祖先那里获得遗传物质,而水平基因转移则是指生物从另一个非其后代的生物那里获得遗传物质。

问:遗传学的大部分思考集中在什么方面?
答:遗传学的大部分思考都集中在垂直转移上。

问:为什么水平基因转移是一个重要现象?
答:水平基因转移是一种重要现象,因为在单细胞生物中,它可能是基因转移的主要形式。

问:什么是人工水平基因转移?
答:人工水平基因转移是基因工程的一种类型,涉及故意将遗传物质从一种生物转移到另一种生物。

问:不同物种的生物之间会发生水平基因转移吗?
答:是的,不同物种的生物之间可以发生水平基因转移。

问:所有生物都会发生水平基因转移吗?
答:不是,只有部分生物会发生水平基因转移,尤其是单细胞生物。

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