Verschil tussen verticale en horizontale genoverdracht

Belangrijkste verschil - Verticale versus horizontale genoverdracht
 

Genoverdracht verwijst naar het proces dat genetisch materiaal tussen organismen overdraagt ​​of uitwisselt. DNA dat functionele genen draagt, wordt uitgewisseld tussen organismen die de verandering in hun genomische samenstelling veroorzaken. Het kan voorkomen in twee soorten met de naam verticale genoverdracht en horizontale genoverdracht. Horizontale genoverdracht verwijst naar het proces waarbij genetisch materiaal wordt overgedragen tussen niet-verwante individuen. Verticale genoverdracht verwijst naar het proces waarbij genen van ouder op hun nageslacht worden overgedragen. Dit is het belangrijkste verschil tussen verticale en horizontale genoverdracht. Verticale genoverdracht is gebruikelijk bij organismen, terwijl horizontale genoverdracht minder vaak voorkomt.

INHOUD
1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is Verticale genoverdracht
3. Wat is horizontale genoverdracht
4. Vergelijking zij aan zij - Verticale versus horizontale genoverdracht
5. Samenvatting

Wat is Verticale genoverdracht?

Verticale genoverdracht is een methode van genoverdracht van ouder op hun nageslacht. Het kan voorkomen door seksuele reproductie of door ongeslachtelijke voortplanting of kunstmatige mechanismen. Dit proces is een gemeenschappelijk mechanisme dat plaatsvindt tussen verwante organismen. Genomen worden doorgegeven van de ene generatie naar de volgende generatie vindt plaats via verticale genoverdracht in levende organismen van nature. In programma's voor het fokken van planten wordt het verticaal overbrengen van genen opzettelijk gedaan om belangrijke genen over te dragen naar F1-generatie. Twee planten worden seksueel gekruist om hun genen te mengen en door te geven aan de volgende generatie. Door dit te doen, kunnen waardevolle eigenschappen worden opgeslagen in het nageslacht waardoor de verspreiding mogelijk is in toekomstige generaties.

In bacteriën is de meest voorkomende aseksuele reproductiemethode binaire splitsing. Binaire splitsing resulteert in twee identieke bacteriële cellen. Het is een voorbeeld van een verticale genoverdrachtsmethode van bacteriën. Bij de mens zendt de ziekte die AIDS wordt genoemd, over van moeder op moeder naar baby vanwege verticale genoverdracht.

Figuur 01: Verticale genoverdracht van bacteriën tijdens binaire splitsing

Wat is horizontale genoverdracht?

Horizontale genoverdracht is een mechanisme waarbij genetisch materiaal wordt overgedragen tussen niet-verwante organismen. Het is ook bekend als laterale genoverdracht. Het komt voor tussen verschillende genomen, zoals tussen verschillende soorten. Organismen verwerven verschillende kenmerken door genoverdracht. Horizontale genoverdracht verschilt van het gen dat van ouder op afstammeling overgaat.

Horizontale genoverdracht wordt gemakkelijk gemaakt door verschillende soorten DNA die door organismen worden bezeten. Het zijn voornamelijk mobiele genetische elementen zoals transposons (springgenen), plasmiden (niet-chromosomaal circulair DNA) en bacteriofagen (bacteriën die virussen infecteren). Het gebeurt als volgt via verschillende mechanismen.

Horizontale genoverdrachtmechanismen

transformatie

Prokaryoten kunnen speciaal DNA opnemen in de vorm van plasmiden.

Bacterial Conjugation

 Een modus voor seksuele reproductie die voorkomt tussen tijdelijk verbonden twee cellen. Tijdens conjugatie worden F-plasmiden overgebracht van donor naar ontvanger, wat resulteert in overdracht van genetisch materiaal tussen twee organismen, zoals weergegeven in figuur 2. Dit is het belangrijkste mechanisme dat betrokken is bij horizontale genoverdracht..

transductie

Bacteriofaag kan zijn DNA in een bacterie injecteren wanneer het wordt geïnfecteerd, wat resulteert in genoverdracht tussen twee bacteriën tijdens de tweede infectie. Dit gebeurt via twee processen met de naam gegeneraliseerde en gespecialiseerde transductie.

Gebruik van horizontale genoverdracht

Horizontale genoverdracht wordt gebruikt in genetische manipulatie. Vreemd DNA kan worden gerecombineerd of ingevoegd in het genoom van ontvangend organisme bij horizontale genoverdracht. Het stelt ontvangers in staat nieuwe eigenschappen te verwerven die belangrijk zijn voor groei en overleving. Horizontale genoverdracht is uitermate belangrijk bij de aanpassing en de evolutie van zowel prokaryoten als eukaryoten. Gunstige eigenschappen worden gefilterd door natuurlijke selectie en hebben bijgedragen aan de evolutie. Sommige organismen verwerven genen die waardevol zijn voor aanpassing en evolutie door horizontale genoverdracht. Het verkrijgen van antibioticaresistiviteit door bacteriën is bijvoorbeeld een gevolg van horizontale genoverdracht.

Horizontale genoverdracht is het meest favoriet bij nauw verwante taxa dan zeer verschillende soorten. Het kan ook voorkomen tussen bacteriën die in dezelfde micro-omgeving wonen.

Figuur 02: Horizontale genoverdracht van bacteriën tijdens conjugatie

Wat is het verschil tussen verticale en horizontale genoverdracht?

Verticale versus horizontale genoverdracht
Verticale genoverdracht verwijst naar het proces dat genetisch materiaal van ouder op nakomeling door reproductie overdraagt.	Horizontale genoverdracht verwijst naar het proces dat genetisch materiaal overdraagt ​​tussen niet-verwante organismen.
methoden
Het kan via seksuele, aseksuele of kunstmatige middelen gebeuren.	Transformatie, transductie en bacteriële conjugatie zijn mechanismen die betrokken zijn bij horizontale genoverdracht.
voorval
Het is een gemeenschappelijk proces.	Het is een minder gebruikelijk proces.
Afhankelijkheid van mobiel DNA
Het is niet afhankelijk van mobiele genetische elementen.	Het is mogelijk vanwege mobiele DNA-elementen zoals transposons, plasmiden, bacteriofagen.

Samenvatting - Verticale versus horizontale genoverdracht

Genoverdracht kan plaatsvinden tussen verwante en niet-verwante personen. Er zijn twee hoofdtypen van genoverdracht genaamd verticaal en horizontaal. Verticale genoverdracht vindt plaats van ouder naar nageslacht. Tijdens de voortplanting of kruising van planten worden genen overgedragen van de ouders naar het nageslacht. Horizontale genoverdracht vindt plaats tussen verschillende soorten die niet verwant zijn. Het is niet mogelijk als verticale genoverdracht. Echter vanwege mobiele DNA-elementen zoals plasmiden, springgenen en bacteriofagen, wisselen genen via organismen, via conjugatie, transductie en transformatie, uit tussen organismen. Horizontale genoverdracht is gebruikelijk bij bacteriën en archaea dan bij eukaryoten. Dit is het verschil tussen verticale en horizontale genoverdracht.

Referentie:
1. Hotopp, Julie C. Dunning. "Horizontale genoverdracht tussen bacteriën en dieren." Trends in de genetica: TIG. U.S. National Library of Medicine, april 2011. Web. 9 mei 2017
2. Rogers, Kara. "Horizontale genoverdracht." Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, inc., 22 november 2016. Web. 9 mei 2017. https://www.britannica.com/science/horizontal-gene-transfer
3. Lacroix, Benoît. "Overdracht van DNA van bacteriën naar eukaryoten." MBio. N.p., 12 juli 2016. Web. 9 mei 2017

Afbeelding met dank aan:
1. "Binary Fission 2" door Ecoddington14 - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Binary_Fission.png (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Conjugation" door Adenosine - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia