Back to chapter

1.10:

Organizmalar Arası Genetik Transfer Tipleri

JoVE Core
Molecular Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Molecular Biology
Types of Genetic Transfer Between Organisms

Languages

Share

Genetik bilgi bir organizmadan diğerine aktarıldığında, genetik transfer gerçekleşir. Dikey ve yatay olmak üzere iki çeşit genetik transfer vardır. İkisinin en yaygını olan dikey gen transferi, genetik bilginin bir nesilden diğerine aktarılmasıdır.Dikey gen transferi, DNA’nın kabaca yarısını yavrulara aktaran eşeyli üreyen organizmalarda ve genetik olarak özdeş soy üreten eşeysiz üreyen organizmalarda gerçekleşir. Yatay gen transferi ise aksine, bir organizmadan gelen genetik materyal aynı nesildeki başka bir organizmaya verildiğinde gerçekleşir. Bakteriler gibi bazı prokaryotik türlerde, farklı türler arasında yatay gen transferi gerçekleşebilir.Prokaryotlarda yatay gen transferi üç mekanizma yoluyla gerçekleşir:transformasyon, transdüksiyon ve konjugasyon. Transformasyonda prokaryotik hücre, çevreden gelen çıplak DNA’yı alır. Transdüksiyon sırasında, virüsler, bu örnekte bakteriyofajlar, konakçı DNA’larını bozarlar.Konakçı hücre parçalanmadan önce konakçı DNA’nın küçük parçaları, bakteriyofaj yavru hücresine paketlenebilir. Viral yavru hücreler daha sonra başka bakteri hücrelerini enfekte etmeye devam eder, böylece istemsizce transdüksiyona aracı olur. Konjugasyonda DNA, cinsiyet pilusu adı verilen bir yapı aracılığıyla doğrudan bir hücreden diğerine aktarılır.Konjugasyon, eşeysiz üreyen organizmalar için bir çiftleşme biçimi olsa da, gerçek bir eşeyli üreme değildir;çünkü gamet alışverişi ve yavru üretilmesi yoktur. Bu mekanizmaların her biri doğada gözlemlenebilir ve laboratuvarda uygulamaları vardır. Örneğin, bir bakteri suşundan diğerine antibiyotik direnci kazandırmak için konjugasyon kullanılabilir ve bu, birçok antibiyotiğe dirençli olabilen suşları sonuç verir.

1.10:

Organizmalar Arası Genetik Transfer Tipleri

Genetik transfer, genetik bilgi bir organizmadan diğerine aktarıldığında ortaya çıkar. İki mekanizma ile gerçekleşir: dikey gen transferi ve yatay gen transferi. Dikey gen transferi, genetik bilgi bir nesilden diğerine aktarıldığında meydana gelir, bu da yatay gen transferinden çok daha sık olur. Hem cinsel hem de aseksüel üreme, bir veya daha fazla organizmanın genomlarının bir kısmını veya tamamını yavrularına aktardığı dikey gen transferi biçimleridir. Ek olarak, dikey gen transferi hem prokaryotik hem de ökaryotik türlerde gerçekleşir.

Yatay gen transferi, genetik bilgi aynı neslin bir üyesine aktarıldığında meydana gelir ve en sık prokaryotik türlerde olur. Ökaryotlar arasında türler arası yatay gen transferi son derece nadir iken prokaryotlarda sıklıkla görülür. Farklı türler arasında yatay gen transferi, prokaryotlar arasında önemli bir genetik çeşitlilik kaynağıdır.

Çoğu prokaryotik tür aseksüel olarak çoğalır. Bu, yavruların daha hızlı üretilmesine izin verirken, üretilen yavrular sınırlı genetik çeşitliliğe sahiptir. Bu nedenle yatay gen transferi, prokaryotlara genetik çeşitliliğin getirilmesinde hayati bir rol oynamaktadır. Yatay gen transferi yoluyla, prokaryotlar genomlarının küçük bir kısmını aynı jenerasyonda spesifik (aynı tür) veya allospesifik (farklı bir tür) olan diğer organizmalarla paylaşabilirler. Birçok bilim insanı, yatay gen transferi ve mutasyonun prokaryotlarda en önemli genetik varyasyon kaynakları olduğunu öne sürmektedir. Böylece, yatay gen transferi, doğal seleksiyonun etki ettiği hammaddenin bir kısmını sağlar.

Bunun belirgin bir örneği, antibiyotiğe dirençli bakteri suşlarının ortaya çıkmasıdır. Bir antibiyotiğe direnç kazandıran genler, farklı türler ve bakteri suşları arasında transfer edilebilir ve alıcı bakterilere, gonoreye neden olan penisiline dirençli Neisseria gonorrhoeae suşları gibi seçici bir avantaj sağlar. Daha da büyük bir ölçekte, bazı tahminler, E. coli genomunun en az %18'inin milyonlarca yıllık evrim boyunca yatay gen transferi yoluyla elde edildiğini göstermektedir.

Suggested Reading

  1. Arber W. Horizontal Gene Transfer among Bacteria and Its Role in Biological Evolution. Life (Basel). 2014;4(2):217–224. Published 2014 May 16. doi:10.3390/life4020217
  2. Puigbò, Pere, Yuri I. Wolf, and Eugene V. Koonin. "Search for a 'Tree of Life’ in the thicket of the phylogenetic forest." Journal of Biology 8.6 (2009): 59.