Belangrijkste verschil - Verticale versus horizontale genoverdracht
Genoverdracht verwijst naar het proces waarbij genetisch materiaal tussen organismen wordt overgedragen of uitgewisseld. DNA dat functionele genen draagt, wordt uitgewisseld tussen organismen die de verandering in hun genomische samenstelling veroorzaken. Het kan voorkomen in twee soorten genaamd 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 worden overgedragen van ouder op hun nageslacht. Dit is het belangrijkste verschil tussen verticale en horizontale genoverdracht. Verticale genoverdracht komt veel voor 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 om genen over te dragen van ouder op hun nageslacht. Het kan gebeuren door seksuele voortplanting of aseksuele voortplanting of kunstmatige mechanismen. Dit proces is een algemeen mechanisme dat plaatsvindt tussen verwante organismen. Genomen worden van de ene generatie op de volgende generatie doorgegeven via verticale genoverdracht in levende organismen van nature. In plantenveredelingsprogramma's wordt verticale genoverdracht met opzet gedaan om belangrijke genen over te dragen aan 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 ze in toekomstige generaties kunnen circuleren.
Bij bacteriën is de meest voorkomende aseksuele voortplantingsmethode binaire splitsing. Binaire splitsing resulteert in twee identieke bacteriële cellen. Het is een voorbeeld van een verticale genoverdrachtsmethode van bacteriën. Bij mensen wordt de ziekte genaamd AIDS overgedragen van oudermoeder op baby als gevolg van 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 krijgen verschillende kenmerken door genoverdracht. Horizontale genoverdracht is anders dan de genoverdracht van ouder op nageslacht.
Horizontale genoverdracht wordt gemakkelijk gemaakt dankzij verschillende soorten DNA die organismen bezitten. Het zijn voornamelijk mobiele genetische elementen zoals transposons (springende genen), plasmiden (niet-chromosomaal circulair DNA) en bacteriofagen (bacteriën die virussen infecteren). Het gebeurt via verschillende mechanismen als volgt.
Horizontale mechanismen voor genoverdracht
Transformatie
Prokaryoten zijn in staat om vrij DNA op te nemen in de vorm van speciaal plasmiden.
Bacteriële vervoeging
Een modus van seksuele voortplanting die plaatsvindt 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 02. Dit is het belangrijkste mechanisme bij horizontale genoverdracht.
Transductie
Bacteriofaag kan zijn DNA in een bacterie injecteren wanneer deze is geïnfecteerd, wat resulteert in genoverdracht tussen twee bacteriën tijdens de tweede infectie. Dit gebeurt via twee processen genaamd gegeneraliseerde en gespecialiseerde transductie.
Maakt gebruik van horizontale genoverdracht
Horizontale genoverdracht wordt gebruikt bij genetische manipulatie. Vreemd DNA kan worden gerecombineerd of ingebracht in het genoom van het ontvangende organisme bij horizontale genoverdracht. Het stelt ontvangers in staat nieuwe eigenschappen te verwerven die belangrijk zijn voor groei en overleving. Horizontale genoverdracht is buitengewoon belangrijk bij de aanpassing en evolutie van zowel prokaryoten als eukaryoten. Gunstige eigenschappen worden door natuurlijke selectie gefilterd en hebben bijgedragen aan de evolutie. Sommige organismen verwerven genen die waardevol zijn voor aanpassing en evolutie door horizontale genoverdracht. Het verwerven van resistentie tegen antibiotica door bacteriën is bijvoorbeeld het resultaat van horizontale genoverdracht.
Horizontale genoverdracht heeft de meeste voorkeur bij nauw verwante taxa dan bij sterk 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?
Diff Artikel Midden voor Tafel
Verticale versus horizontale genoverdracht |
|
| Verticale genoverdracht verwijst naar het proces waarbij genetisch materiaal door reproductie van ouder op nageslacht wordt overgedragen. | Horizontale genoverdracht verwijst naar het proces dat genetisch materiaal overbrengt tussen niet-verwante organismen. |
| Methoden | |
| Het kan plaatsvinden via seksuele, aseksuele of kunstmatige middelen. | Transformatie, transductie en bacteriële conjugatie zijn mechanismen die betrokken zijn bij horizontale genoverdracht. |
| Voorval | |
| Het is een veelvoorkomend proces. | Het is een minder gebruikelijk proces. |
| Afhankelijkheid van mobiel DNA | |
| Het is niet afhankelijk van mobiele genetische elementen. | Het is mogelijk dankzij 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 genoverdracht: verticaal en horizontaal. Verticale genoverdracht vindt plaats van ouder op nakomeling. Tijdens de voortplanting of kruising van planten worden genen overgedragen van ouders op nakomelingen. Horizontale genoverdracht vindt plaats tussen verschillende soorten die niet verwant zijn. Het is niet haalbaar als verticale genoverdracht. Vanwege mobiele DNA-elementen zoals plasmiden, springende genen en bacteriofagen, wisselen genen echter horizontaal tussen organismen uit via conjugatie, transductie en transformatie. Horizontale genoverdracht komt veel voor bij bacteriën en archaea dan bij eukaryoten. Dit is het verschil tussen verticale en horizontale genoverdracht.
