Πώς μεταφέρονται τα γονίδια από έναν οργανισμό σε άλλο;
1. Οριζόντια μεταφορά γονιδίων (HGT)
* Μετασχηματισμός: Αυτό περιλαμβάνει την πρόσληψη γυμνού DNA από το περιβάλλον από ένα κύτταρο παραλήπτη. Το DNA μπορεί να απελευθερωθεί από ένα νεκρό κύτταρο ή από μια πηγή όπως μια εργαστηριακή κουλτούρα. Αυτή η διαδικασία είναι κοινή στα βακτήρια.
* Μεταγωγή: Αυτό περιλαμβάνει τη μεταφορά γενετικού υλικού μέσω ενός ιού (βακτηριοφάγου) που μολύνει τα βακτήρια. Ο ιός μπορεί να μεταφέρει βακτηριακό DNA από το ένα κύτταρο στο άλλο κατά τη διάρκεια της μόλυνσης.
* Σύζυγος: Αυτή είναι μια άμεση μεταφορά γενετικού υλικού από το ένα βακτήριο σε άλλο μέσω μιας φυσικής σύνδεσης (Pilus). Αυτή η διαδικασία μπορεί να περιλαμβάνει πλασμίδια (μικρά κυκλικά μόρια DNA) ή ακόμα και χρωμοσωμικό DNA.
2. Κατακόρυφη μεταφορά γονιδίων (VGT)
* σεξουαλική αναπαραγωγή: Αυτή είναι η πιο συνηθισμένη μορφή γονιδιακής μεταφοράς σε πολυκύτταρους οργανισμούς. Περιλαμβάνει το συνδυασμό γενετικού υλικού από δύο γονείς, με αποτέλεσμα τους απογόνους με ένα μοναδικό συνδυασμό γονιδίων. Αυτό περιλαμβάνει διεργασίες όπως η μείωση και η γονιμοποίηση.
* Ασεξουαλική αναπαραγωγή: Αυτό συνεπάγεται την παραγωγή απογόνων από έναν μόνο γονέα, χωρίς ανταλλαγή γενετικού υλικού. Οι απόγονοι είναι γενετικά ταυτόσημοι με τον γονέα, εκτός από τυχόν μεταλλάξεις. Παραδείγματα περιλαμβάνουν εκκολαπτόμενα, σχάση και παρθενογένεση.
3. Τεχνητή μεταφορά γονιδίων
* Γενετική μηχανική: Αυτό συνεπάγεται τη σκόπιμη χειραγώγηση του γενετικού μακιγιάζ ενός οργανισμού χρησιμοποιώντας εργαστηριακές τεχνικές. Επιτρέπει την εισαγωγή γονιδίων από διαφορετικούς οργανισμούς, μεταβάλλοντας τα χαρακτηριστικά του παραλήπτη. Αυτό χρησιμοποιείται συνήθως στη γεωργία, την ιατρική και τη βιοτεχνολογία.
Παραδείγματα:
* Βακτήρια που αποκτούν αντοχή στα αντιβιοτικά: Αυτό μπορεί να συμβεί μέσω οριζόντιας μεταφοράς γονιδίων (μετασχηματισμός ή μεταγωγή).
* Ανθρώπινη γονιδιακή θεραπεία: Αυτό περιλαμβάνει τη χρήση τεχνικών γενετικής μηχανικής για την εισαγωγή λειτουργικών γονιδίων σε ασθενείς με γενετικές διαταραχές.
* Γεωργική βιοτεχνολογία: Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τη γενετική μηχανική για την εισαγωγή γονιδίων για αντίσταση σε παράσιτα, ανοχή σε ζιζανιοκτόνα ή βελτιωμένο θρεπτικό περιεχόμενο σε καλλιέργειες.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι μηχανισμοί μεταφοράς γονιδίων ποικίλλουν σημαντικά ανάλογα με τους εμπλεκόμενους οργανισμούς. Για παράδειγμα, η οριζόντια μεταφορά γονιδίων είναι πιο συχνή σε προκαρυωτικά (βακτήρια και αρχαίο), ενώ η κατακόρυφη μεταφορά γονιδίων είναι πιο συχνή στους ευκαρυώτες (φυτά, ζώα, μύκητες).
