Pod Prenos genov se nanaša na umetni ali naravni prenos tujega genskega materiala v oplojeno jajčno celico. Natančneje, posamezni geni se prenašajo iz organizma darovalca v organizem prejemnik. Razlikujemo med horizontalnim in vertikalnim prenosom genov. Prenos genov lahko poteka s transformacijo, konjugacijo ali transfekcijo. Tehnični procesi so na primer mikroinjekcija ali biolistična metoda, znana tudi kot "genska pištola".
Kaj je prenos genov?
Horizontalni prenos genov je postopek, v katerem se gensko gradivo odvzame ali prenese brez spolnih reproduktivnih poti in ne glede na meje vrst. V tem procesu se gen z določeno lastnostjo vnese v genom in tam aktivira. Natančneje, to pomeni, da se genetski material ne prenaša po rodu, medtem ko vertikalni prenos genov poteka prek prednikov na potomce.
V teoriji evolucije vodoravni prenos genov pojasnjuje nastanek na primer mikroorganizmov, za katere je značilen velik preskok v razvoju. Iz tega je treba ločiti vertikalni prenos kot posebno obliko, s katero se patogeni prenašajo na drugega z genetskim sestavljanjem okužene generacije.
V mikroorganizmih in nevretenčarjih so dokazali vodoravni prenos. Na primer, geni, odporni na antibiotike, se širijo med bakterijami. Če gre za bakterije Wolbachia, se cel cel genom pretihotapi v celice sadne muhe, čeprav le nekateri geni kasneje prevzamejo določene funkcije.
Zaradi hitrega razpada tangenske DNK zunaj celice je malo verjetno, da bi pri mikrobiološki favni prišlo do horizontalnega prenosa genov. Večinoma poteka v laboratoriju. Pojav različnih odpornosti in patogenov bi lahko sam zagotovil informacije o naravnem prenosu genov.
Tak prenos genov je bil dokazan na primer v talni bakteriji "Agrobacterium tumefaciens", ki ima sposobnost prenosa DNK v rastlinske celice, postopek, ki sta ga prvič opisala belgijska molekularna biologa Marc Van Montagu in Jozef Schell leta 1983 in na gram-negativno bakterijo palice "Bartonella henselae", ki lahko prek lastnega transportnega sistema prenese DNK v evkariontske celice.
Vertikalni prenos genov je križ, ki se pri dveh posameznikih ali rastlinah pojavi na spolni osnovi, s čimer se geni prenesejo na naslednje generacije. Nato govorimo o prenosu vzdolž navpične črte spuščanja.
Če se na primer križajo transgene in transgenične rastline, tudi ne-transgene prevzamejo konstrukte genov. Prenaša se lahko tudi na kromosome, ki imajo genetske okvare.
Pri mikroorganizmih se prenos DNK na potomce imenuje vertikalni prenos. Ta izraz opisuje tudi prenos patogenov med nosečnostjo, porodnim procesom in po rojstvu z matere na otroka. Tu se lahko pojavijo nalezljive bolezni, na primer rdečk ali HIV.
Funkcija in naloga
V genskem inženiringu se horizontalni prenos genov uporablja za ustvarjanje gensko spremenjenih organizmov. Postopek vključuje številne metode, ki so odvisne od posamezne spremembe, na primer, ali gre za prokariot ali evkariot. Prva opisuje živa bitja, ki nimajo jedra. To so na primer bakterije, natančneje evbakterije in arhebakterije. Zanje je značilna visoka biološka prilagodljivost in preprosta morfologija, brez mitohondrijev, v citoplazmi brez gena, imajo zapleten zunajcelični matriks in dodatno DNK.
Skladno s tem so evkarioti organizmi, ki imajo jedro in se razvijejo iz matičnih celic, ki vsebujejo jedro. Ti pa so lahko spore ali zigote. Žigota je diploidna celica, ki je nastala iz jajčnih in semenčic. Spore so eno- ali večcelični mikroorganizmi z visoko odpornostjo na vplive iz okolja.
Pri prokariotih poteka transformacija, transdukcija in konjugacija, pri evkariotih transfekcija. Med transdukcijo okužba z bakteriofagi prenese delce DNA med dvema bakterijama. Med konjugacijo se DNK prenaša iz ene bakterije v drugo. Tudi od darovalca do prejemnika prek vrstnih meja. Bakterije, ki delujejo kot darovalci, imajo v prvi vrsti faktor F, ki omogoča konjugacijo. Povezava med bakterijami se ustvari s plazemskim mostom in darovalec plazmid prenese na prejemnika. Transformacija je torej vnos proste DNK s strani bakterij.
Bolezni in bolezni
Raziskovalci so zdaj lahko dokazali, da se človeška genetska sestava ne prenaša samo z ene generacije na drugo z vertikalnim prenosom genov, ampak da jih je človek med evolucijo tudi prevzel od bakterij. Več kot sto genov iz mikroorganizmov je s horizontalnim prenosom genov vstopilo v človeški genom.
Rezultat raziskave je prvič povzročil nemir leta 2001, vendar je še vedno veljal za sporen. Ko so z leti napredovala obsežnejša baza podatkov o genomih, so britanski znanstveniki primerjali gene iz vrst sadnih muh, primatov, različnih okroglih črvov in ljudi z genetsko sestavo mikroorganizmov. Rezultat pri ljudeh je bilo 145 genov, ki prvotno prihajajo iz sveta mikrobov in izpolnjujejo tudi pomembne naloge, na primer so vključeni v presnovo lipidov ali v različne imunske reakcije.
Tak horizontalni prenos genov se verjetno zgodi v času, ko se različne vrste še niso ločile. V nasprotju s tem je prenos genov v tej obliki obstajal do danes pri okroglih črvih in sadnih muhah. Kako so bile takšne bakterije vnesene v človeški genom, še ni razjasnjeno. Ena izmed možnih razlag so virusi, ki bi lahko služili kot prevozno sredstvo.
Na splošno lahko prenos genov pozitivno vpliva na zdravje organizmov, tako da postane imun na zunanjo občutljivost, vendar se lahko zgodi tudi nasprotno, s čimer se patogeni, kot v primeru virusa HI, prenašajo na drug organizem.
.jpg)
