Gen transferi

Altında Gen transferi Yabancı genetik materyalin bir döllenmiş yumurta hücresine yapay veya doğal transferini ifade eder. Daha doğrusu, bireysel genler bir donör organizmadan alıcı bir organizmaya aktarılır. Yatay ve dikey gen transferi arasında bir ayrım yapılır. Gen transferi, dönüştürme, konjugasyon veya transfeksiyon ile gerçekleşebilir. Teknik süreçler, örneğin mikroenjeksiyon veya biyolistik yöntemdir, "gen tabancası" olarak da bilinir.

Gen transferi nedir?

Yatay gen transferi, genetik materyalin cinsel üreme yolları olmaksızın ve tür sınırlarına bakılmaksızın alındığı veya geçtiği bir süreçtir. Bu süreçte, belirli bir özelliğe sahip bir gen, bir genoma sokulur ve orada aktive edilir. Daha doğrusu bu, genetik materyalin bir soy boyunca aktarılmadığı, dikey gen aktarımı ise atalar aracılığıyla yavrulara gerçekleştiği anlamına gelir.

Evrim teorisinde, yatay gen transferi, örneğin gelişimdeki büyük sıçramalarla karakterize edilen mikroorganizmaların ortaya çıkışına bir açıklama sağlar. Bundan dolayı, dikey geçiş özel bir form olarak ayırt edilmelidir, bu sayede patojenler, enfekte bir neslin genetik yapısı yoluyla diğerine geçmektedir.

Yatay geçiş mikroorganizmalarda ve omurgasızlarda kanıtlanmıştır. Örneğin antibiyotiklere dirençli genler bakteriler arasında yayılır. Wolbachia bakterileri söz konusu olduğunda ise, genlerin sadece bir kısmı daha sonra belirli işlevleri üstlense bile, bütün bir genom bir meyve sineğinin hücrelerine kaçırılır.

Bir hücre dışında tansgenik DNA'nın hızlı ayrışması nedeniyle, mikrobiyolojik faunada yatay gen transferinin meydana gelmesi pek olası değildir. Çoğunlukla laboratuvarda gerçekleşir. Tek başına farklı dirençlerin ve patojenlerin ortaya çıkması, doğal olarak meydana gelen bir gen transferi hakkında bilgi sağlayabilir.

Böyle bir gen transferi, örneğin ilk olarak Belçikalı moleküler biyologlar Marc Van Montagu ve Jozef Schell tarafından 1983'te ve DNA'yı kendi taşıma sistemi aracılığıyla ökaryotik hücrelere aktarabilen gram negatif çubuk bakteri "Bartonella henselae".

Dikey gen transferi, iki birey veya bitki arasında, cinsel temelde gerçekleşen ve böylece genlerin sonraki nesillere aktarıldığı bir çaprazlamadır. Daha sonra dikey iniş çizgisi boyunca bir iletimden bahsediyoruz.

Örneğin, transgenik ve transgenik olmayan bitkiler çaprazlanırsa, transgenik olmayan da genlerin yapılarını alır. Genetik kusurları olan kromozomlara da geçebilir.

Mikroorganizmalar söz konusu olduğunda, DNA'nın yavrulara geçişine dikey geçiş denir. Bu terim aynı zamanda patojenlerin hamilelik sırasında, doğum sürecinde ve doğumdan sonra anneden çocuğa geçişini de tanımlar. Kızamıkçık veya HIV gibi bulaşıcı hastalıklar burada ortaya çıkabilir.

İşlev ve görev

Genetik mühendisliğinde, genetiği değiştirilmiş organizmalar oluşturmak için yatay gen transferi kullanılır. Prosedür, belirli değişikliğe bağlı olan çok sayıda yöntemi içerir, örneğin bir prokaryot mu yoksa bir ökaryot mu olduğu. İlki, çekirdeği olmayan canlıları anlatır. Bunlar örneğin bakteriler, daha kesin olarak öbakteriler ve arkebakterilerdir. Yüksek biyolojik adaptasyon ve basit bir morfoloji ile karakterize edilirler, mitokondriye sahip değildirler, sitoplazmada serbest bir genom, karmaşık bir hücre dışı matriks ve ek DNA'ya sahiptirler.

Buna göre, ökaryotlar bir çekirdeğe sahip olan ve çekirdek içeren ana hücrelerden gelişen organizmalardır. Bunlar da sporlar veya zigotlar olabilir. Bir zigot, yumurta ve sperm hücrelerinden ortaya çıkan diploid bir hücredir. Sporlar, çevresel etkilere karşı yüksek direnç gösteren tek veya çok hücreli mikroorganizmalardır.

Prokaryotlarda dönüşüm, transdüksiyon ve konjugasyon gerçekleşir; ökaryotlarda transfeksiyon gerçekleşir. Transdüksiyon sırasında, bakteriyofajların neden olduğu bir enfeksiyon, DNA parçalarını iki bakteri arasında aktarır. Konjugasyon sırasında DNA bir bakteriden diğerine aktarılır. Ayrıca tür sınırları boyunca donörden alıcıya. Donör görevi gören bakteriler, ilk etapta konjugasyonu mümkün kılan F faktörüne sahiptir. Bakteriler arasında bir plazma köprüsü aracılığıyla bir bağlantı oluşturulur ve verici, plazmidi alıcıya aktarır. Dönüşüm ise bakteri tarafından serbest DNA'nın alınmasıdır.

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

Araştırmacılar artık insan genlerinin sadece dikey gen aktarımı yoluyla bir nesilden diğerine aktarıldığını değil, aynı zamanda insanların onları evrim sırasında bakterilerden de devraldığını kanıtladılar. Mikroorganizmalardan yüzden fazla gen, insan genomuna yatay gen transferi yoluyla girdi.

Araştırmanın sonucu ilk olarak 2001'de bir heyecan yarattı, ancak yine de tartışmalı kabul edildi. Yıllar ilerledikçe daha kapsamlı bir genom veri tabanı kullanılabilir hale geldikçe, İngiliz bilim adamları meyve sinekleri, primatlar, çeşitli yuvarlak kurtlar ve insanlardan elde edilen genleri mikroorganizmaların genetik yapısı ile karşılaştırdılar. İnsanlarda sonuç, orijinal olarak mikrop dünyasından gelen ve aynı zamanda önemli görevleri yerine getiren, örneğin lipid metabolizmasında veya çeşitli bağışıklık reaksiyonlarında yer alan 145 gendi.

Böyle bir yatay gen transferi muhtemelen farklı türlerin henüz ayrılmadığı bir zamanda gerçekleşir. Buna karşılık, bu formdaki gen transferi günümüze kadar yuvarlak kurtlarda ve meyve sineklerinde var olmuştur. Bu tür bakterilerin insan genomuna nasıl dahil edildiği henüz açıklığa kavuşmadı. Olası bir açıklama, taşıma aracı olarak hizmet vermiş olabilecek virüslerdir.

Genel olarak, gen transferi organizmaların sağlığı üzerinde onları dış duyarlılığa karşı bağışık hale getirerek olumlu bir etkiye sahip olabilir, ancak bunun tersi de meydana gelebilir, bu nedenle HI virüsünde olduğu gibi patojenler başka bir organizmaya geçer.