Трансфер гена

Под Трансфер гена односи се на вештачки или природни пренос страног генетског материјала у оплођену јајну ћелију. Тачније, појединачни гени се преносе са организма донора у организам примаоца. Разликује се хоризонтални и вертикални пренос гена. Пренос гена може се догодити трансформацијом, коњугацијом или трансфекцијом. Технички процеси су, на пример, микроињекција или биолистички метод, такође познат као "генска пушка".

Шта је трансфер гена?

Хоризонтални пренос гена је процес у коме се генетски материјал узима или преноси без сексуалних репродуктивних путева и без обзира на границе врсте. У том процесу се ген са специфичним својством уводи у геном и тамо се активира. Тачније, то значи да се генетски материјал не преноси дуж линије, док се вертикални пренос гена одвија преко предака и потомства.

У теорији еволуције, хоризонтални трансфер гена даје објашњење за појаву, на пример, микроорганизама за које је карактеристичан велики скок у развоју. Из тога се вертикално преношење мора разликовати као посебан облик, при чему се патогени преносе на другу путем генетског састава једне заражене генерације.

Доказан је водоравни пренос микроорганизама и бескраљежњака. На пример, гени који су резистентни на антибиотике шире се међу бактеријама. У случају бактерија Волбацхиа, с друге стране, цијели ће се геном прокријумчарити у ћелије воћне мухе, чак и ако само неки гени касније преузму одређене функције.

Због брзог разбијања тангенске ДНК изван ћелије, мало је вероватно да ће се догодити хоризонтални пренос гена у микробиолошкој фауни. Углавном се одвија у лабораторији. Појава различитих отпорности и патогена сама може заузврат пружити информације о природном трансферу гена.

Такав трансфер гена доказан је, на пример, у бактерији у тлу „Агробацтериум тумефациенс“, која има способност преношења ДНК у биљне ћелије, процес који су први описали белгијски молекуларни биолози Марц Ван Монтагу и Јозеф Сцхелл 1983. године и грам-негативну бактерију шипка "Бартонелла хенселае", која је у стању да пребаци ДНК у еукариотске ћелије преко сопственог транспортног система.

Вертикални пренос гена заузврат је крст који се код две јединке или биљке дешава на сексуалној основи, при чему се гени преносе на следеће генерације. Затим говоримо о преносу дуж вертикалне линије силаска.

Ако се, на пример, трансгени и трансгени биљке укрштају, не-трансгене биљке такође преузимају конструкције гена. Такође се може пренети на хромозоме који имају генетске недостатке.

У случају микроорганизама, пренос ДНК на потомство назива се вертикалним преносом. Овај термин такође описује пренос патогена током трудноће, процеса порођаја и након рођења са мајке на дете. Овде се могу јавити заразне болести, попут рубеоле или ХИВ-а.

Функција и задатак

У генетском инжењерингу хоризонтални трансфер гена користи се за стварање генетски модификованих организама. Поступак укључује бројне методе које зависе од дотичне промене, нпр. Да ли је то прокариот или еукариот. Прва описује жива бића која немају језгро. То су, на пример, бактерије, тачније еубактерије и архебактерије. Карактерише их висока биолошка прилагодљивост и једноставна морфологија, немају митохондрије, геном слободан у цитоплазми, имају сложени ванћелијски матрикс и додатну ДНК.

Према томе, еукариоти су организми који имају језгро и развијају се из полазних ћелија које садрже језгро. Они заузврат могу бити споре или зиготе. Жигота је диплоидна ћелија која је настала из ћелија јајца и сперме. Споре су једно- или вишећелијски микроорганизми са великом отпорношћу на утицаје околине.

Код прокариота се дешава трансформација, трансдукција и коњугација, у еукариотама трансфекција. Током трансдукције, фрагменти ДНК се преносе између две бактерије путем инфекције бактериофазима. Током коњугације, ДНК се преноси из једне бактерије у другу. Такође од донатора до примаоца преко граница врста. Бактерије које делују као донатори имају Ф-фактор који омогућава коњугацију у првом реду. Веза између бактерија настаје помоћу плазма моста и донор преноси плазмид на примаоца. Трансформација заузврат представља унос слободног ДНК од бактерија.

Болести и тегобе

Истраживачи су сада могли да докажу да се људска генетска структура није преносила само са једне генерације на другу вертикалним преносом гена, већ и да су их људи током еволуције преузели од бактерија. Више од стотину гена из микроорганизама пронашло је свој пут у људски геном хоризонталним преносом гена.

Резултат истраживања прво је изазвао помутњу 2001. године, али још увек се сматрао контроверзним. Како је с годинама напредовала опсежнија база података о геномима, британски научници упоређивали су гене врста воћних муха, примата, разних округлих глиста и људи са генетским саставом микроорганизама. Резултат тога код људи је 145 гена који потичу из света микроба и такође испуњавају важне задатке, на пример, укључени су у метаболизам липида или у различитим имунолошким реакцијама.

Такав хоризонтални пренос гена вероватно се догађа у време када се различите врсте још нису распале. Супротно томе, пренос гена у овом облику постоји до данас код округлих црви и воћних муха. Како су такве бактерије унесене у људски геном, још није разјашњено. Једно могуће објашњење су вируси који су можда послужили као превозно средство.

Генерално, пренос гена може имати позитиван утицај на здравље организма, чинећи их имунолошким на спољашњу осетљивост, али може се догодити и супротно, при чему се патогени, као у случају вируса ХИ, преносе на други организам.