수평 유전자 전달 메커니즘과 예제



그 수평 유전자 전이 또는 측면 유전자 전 달은 유기체간에 유전 물질이 교환되는 것으로서, 아버지에서 아들까지는 발생하지 않는다. 이 사건은 같은 세대의 사람들 사이에서 일어나며 단세포 또는 다세포 생물에서 일어날 수있다..

수평 이동은 접합, 변형 및 형질 도입의 세 가지 주요 메커니즘을 통해 발생합니다. 첫 번째 유형에서는 DNA의 긴 단편을 교환 할 수 있지만 마지막 두 단에서는 전달이 유전 물질의 작은 단편으로 제한됩니다.

반대 개념은 이전입니다. 수직의 유전 정보가 유기체에서 그 자손으로 전달되는 유전자들. 이 과정은 동식물과 같은 진핵 생물에서 널리 퍼져있다. 대조적으로, 수평 이동은 미생물에서 일반적이다.

진핵 생물에서는 수평 이동이 그리 일반적이지 않습니다. 그러나 인간의 조상을 포함하여 바이러스에 의해 특정 유전자를 얻은이 현상의 증거가있다.

색인

  • 1 수평 유전자 전달이란??
  • 2 메커니즘
    • 2.1 활용
    • 2.2 변환
    • 2.3 형질 도입
  • 3 예
  • 4 진화에서의 유전자의 수평 이동
  • 5 참고

수평 유전자 전이 란 무엇인가??

번식하는 동안, 진핵 생물은 수직 유전자 전달 (vertical gene transfer)으로 알려진 과정에서 자신의 유전자를 한 세대에서부터 자손 (자손)에게 전 달한다. 원핵 생물은 또한이 단계를 수행하지만 핵분열 현상이나 다른 메커니즘에 의한 무성 생식을 통해 수행한다.

그러나, 원핵 생물에서 수평 유전자 전 달라는 유전 물질을 교환하는 또 다른 방법이있다. 여기에서 DNA 조각은 같은 세대의 유기체간에 교환되며 한 종에서 다른 종으로 옮길 수 있습니다.

수평 이동은 세균간에 비교적 일반적입니다. 항생제 내성을 일으키는 유전자의 예를 들자. 이 중요한 DNA 단편은 다른 종의 박테리아 사이에서 정상적으로 옮겨진다..

상기 메카니즘은 감염을 치료할 때 심각한 의학적 합병증을 가정한다.

메커니즘

수평 전송으로 DNA를 교환 할 수있는 세 가지 기본 메커니즘이 있습니다. 이들은 접합, 형질 전환 및 형질 도입이다..

활용

접합에 의한 유전자 전이는 두 박테리아 사이의 직접 접촉을 포함하는 유일한 유형이다.

그러나, 과정이 매우 다르기 때문에 성적 복제를 통한 유전자 교환 (일반적으로 관련된 유기체 간의 접촉이있는 곳)과 비교해서는 안됩니다. 가장 큰 차이점은 감수 분열이 없다는 것입니다..

접합 동안, 한 박테리아에서 다른 박테리아로의 유전 물질의 통과는 pili라고 불리는 구조물에 의해 형성된 물리적 접촉에 의해 수행된다. 이것은 연결 브리지로 작동하며 교환이 발생합니다..

박테리아가 성별로 구별되지는 않지만 F (비옥도 f) 인자로 알려진 작은 원형 DNA를 가지고있는 유기체는 "수컷"으로 알려져 있습니다. 이 세포는 접합 동안 기증자이며, 요인이 결여 된 다른 세포로 물질을 전달합니다.

F 인자 DNA는 성 매개체의 복제와 성 필의 합성을 조절하는 약 40 개의 유전자로 구성됩니다.

활용 과정의 첫 번째 증거는 Lederberg와 Tatum의 실험에서 나온 것이지만 Bernard Davis는 마침내 그 접촉이 이동에 필요하다는 것을 증명했다..

변환

변환은 숙주 세균 근처의 환경에있는 알몸의 DNA 분자를 취하는 것을 포함합니다. 이 DNA 단편은 다른 박테리아에서 유래 한 것입니다..

이 과정은 박테리아 개체군이 일반적으로 변형되기 때문에 자연적으로 수행 될 수 있습니다. 유사하게, 실험실에서 변이가 시뮬레이션되어 외부에서 발견되는 관심 DNA를 박테리아가 잡도록 할 수 있습니다.

이론적으로 모든 DNA 조각을 취할 수 있습니다. 그러나, 상기 방법은 작은 분자들.

형질 도입

마지막으로 기증 세균에서 수령인에게 DNA를 운반하는 파지 (바이러스)를 이용하여 형질 도입 메커니즘을 일으킨다. 이전 사례와 마찬가지로, DNA를 옮길 수있는 바이러스의 용량이 제한되어 있기 때문에 이전 된 DNA의 양은 상대적으로 적습니다..

대개이 메커니즘은 계통 발생 학적으로 가까운 박테리아에 국한됩니다. DNA를 운반하는 바이러스가 박테리아의 특정 수용체에 결합하여 물질을 주입 할 수 있어야하기 때문입니다.

예제들

엔도 뉴 클레아 제는 내부에서 폴리 뉴클레오타이드 체인 내 포스 포디 에스테르 결합을 끊을 수있는 효소이며, 이것이 엔도라고 알려져 있습니다. 이러한 효소는 어느 곳에서도 절단되지 않으며, 제한 효소라고 불리는 특정 부위가 있습니다.

EcoRI 효소의 아미노산 서열 (in 대장균) 및 RSRI (in 로도 박터 스페 로이드)는 서로 거의 50 % 동일한 아미노산 잔기가 거의 300 개 존재하며 이는 진화론 적 관계를 명확하게 나타냅니다.

그러나 다른 분자 및 생화학 적 특성에 대한 연구 덕분에 이들 2 개의 박테리아는 매우 다르며 계통 발생 학적 관점과 매우 관련이 없습니다.

또한 효소 EcoRI를 코딩하는 유전자는 일반적으로 사용되는 코돈과는 다른 매우 특정한 코돈을 사용합니다 대장균, 그래서이 세균에서 유전자가 유래되지 않은 것으로 의심된다..

진화론에서의 유전자의 수평 이동

1859 년 영국의 자연 주의자 인 찰스 다윈 (Charles Darwin)은 자연 선택을 통한 진화론을 통해 생물 과학에 혁명을 일으켰습니다. 그의 대표적인 책에서, 종의 기원, 다윈은 종들 사이에 존재하는 계보 관계를 설명하기 위해 생명 나무의 은유를 제안합니다.

오늘날 계통 발생은 그러한 은유를 공식적으로 표현한 것으로, 유전 정보의 전달은 부모에서 어린이까지 수직적으로 발생한다고 가정합니다.

우리는 다세포 유기체에 큰 불편 함이없이이 비전을 적용 할 수 있으며, 다윈이 제안한 바와 같이 분지 된 패턴을 얻을 것입니다.

그러나, 융합이없는 분지의 이러한 표현은 미생물에 적용하기 어렵다. 서로 다른 원핵 생물의 게놈을 비교할 때 계통간에 광범위한 유전자 이동이 있다는 것이 분명하다.

따라서 관계의 패턴은 수평 적 유전자 전달의 보급 덕분에 서로 연결되고 합쳐진 더 많은 네트워크와 닮았다..

참고 문헌

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