Back to chapter

1.10:

انواع النقل الجينى بين الكائنات الحية

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

يحدث نقل جينى عندما تكون المعلومات الجينية منقولة من كائن حي إلى آخر. هناك نوعان من النقل الجينى،رأسي وأفقي. النقل الجينى الرأسي،الأكثر شيوعاًبين الاثنين،هو انتقال المعلومات الوراثية من جيل واحد 00:00:20.400 00:00:22.320 إلى التالي.يحدث النقل الجينى العمودي في الكائنات الحية التى تتكاثر جنسيا حيث يمر تقريبا نصف دى إن أيه إلى الأبناء 00:00:30.350 00:00:33.660 وفي الكائنات الحية التى تتكاثر لاجنسيا والتى تنتج ذرية متطابقة وراثيا. النقل الجينى الأفقى على العكس من ذلك،يحدث عندما تكون المادة الوراثية من كائن حي قد أ دخلت لكائن حي آخر فى نفس الجيل. في حالة بعض انواع بدائيات النوى مثل البكتيريا،يحدث نقل افقى للجين بين الأنواع المختلفة.النقل الافقى للجين فى بدائيات النوى يحدث عبر ثلاث آليات،التحول،الدمج،والتوافق. في التحول،الخلية بدائية النواة تأخذ الدى ان ايه المجرد(بدون الهيستون)من البيئة. أثناء عملية الدمج،الفيروسات و الفيروسات البكتيرية(العاثيات)في هذا المثال،تحلل دى إن إيه فى الخلية المضيفة لهم.الأطوال الصغيرة من الحمض النووي المضيف يمكن تعبئتها في سلالة من البكتريوفاج قبل أن تتحلل الخلية المضيفة. ثم تستمر السلالة الفيروسية فى إصابة المزيد من الخلايا البكتيرية،وبالتالي تصبح هذه السلالة وسيط غير متعمد للنقل بطريقة الدمج. في المرافقة،دى إن أيه يتم نقله مباشرة من خلية إلى آخرى عبر بنية تسمى الشعرة الإخصابية.على الرغم من ان المرافقة هى شكل من أشكال التزاوج إلا انه بالنسبة للكائنات لا جنسية التكاثر لا يعتبر تزاوج جنسي حقيقى لأنه لا توجد أمشاج متبادلة أو نسل تم إنتاجه. وكل من هذه الآليات يمكن ملاحظتها في الطبيعة ولها تطبيقات معملية. على سبيل المثال،يمكن استخدام الترافق لمنح مقاومة المضادات الحيوية من سلالة بكتيرية إلى آخرى،مانحة بذلك سلالة 00:02:13.510 00:02:17.370 يمكن أن تكون مقاومة لمضادّات حيويّة متعددة.

1.10:

انواع النقل الجينى بين الكائنات الحية

يحدث النقل الجيني عندما يتم تمرير المعلومات الجينية من كائن حي إلى آخر. ويحدث ذلك من خلال آليتين: نقل الجينات العمودي ونقل الجينات الأفقي. يحدث النقل العمودي للجينات عندما يتم نقل المعلومات الجينية من جيل إلى آخر ، وهو ما يحدث أكثر بكثير من نقل الجينات الأفقي. إن التكاثر الجنسي واللاجنسي هما شكلان من أشكال النقل العمودي للجينات ، حيث يقوم كائن أو أكثر بتمرير بعض أو كل جينومه إلى ذريته.بالإضافة إلى ذلك ، يحدث النقل العمودي للجينات في كل من الأنواع بدائية النواة وحقيقية النواة.

يحدث النقل الأفقي للجينات عندما يتم تمرير المعلومات الجينية إلى عضو من نفس الجيل ويحدث بشكل متكرر في الأنواع بدائية النواة. في حين أن نقل الجينات الأفقي بين الأنواع نادر للغاية بين حقيقيات النوى ، فإنه يحدث بشكل متكرر في بدائيات النوى. يعد نقل الجينات الأفقي بين الأنواع المختلفة مصدرًا مهمًا للتنوع الجيني بين بدائيات النوى.

تتكاثر معظم الأنواع بدائية النواة لاجنسياً. في حين أن هذا يسمح بإنتاج النسل بشكل أسرع، فإن النسل المنتج يمتلك تنوعاً جينياً محدوداً. لذلك، فإن نقل الجينات الأفقي يلعب دوراً حيوياً في إدخال التنوع الجيني إلى بدائيات النوى. من خلال نقل الجينات الأفقي ، يمكن أن تشترك بدائيات النوى في جزء صغير من جينومها مع كائنات أخرى ، إما محددة (نفس النوع) أو غير محددة (نوع مختلف) ، في نفس الجيل. يفترض العديد من العلماء أن نقل الجينات الأفقي والطفرة هما أهم مصادر الاختلاف الجيني في بدائيات النوى. وبالتالي ، فإن النقل الجيني الأفقي يوفر بعض المواد الخام التي يعمل عليها الانتقاء الطبيعي.   

من الأمثلة البارزة على ذلك ظهور سلالات من البكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية. يمكن للجينات التي تمنح مقاومة للمضادات الحيوية أن تنتقل بين أنواع وسلالات مختلفة من البكتيريا ، مما يمنح البكتيريا المتلقية ميزة انتقائية ، مثل السلالات المقاومة للبنسلين من النيسرية البنية، والتي تسبب مرض السيلان. على نطاق أكبر، تشير بعض التقديرات إلى أن 18٪ على الأقل من جينوم إي.كولاي &#8217 قد نشأ عبر نقل الجينات الأفقي على مدار ملايين السنين من التطور.

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.