الفرق الرئيسي - نقل الجينات العمودي مقابل الأفقي
يشير نقل الجينات إلى العملية التي تنقل أو تتبادل المواد الجينية بين الكائنات الحية. يتم تبادل الحمض النووي الذي يحمل الجينات الوظيفية بين الكائنات الحية مما يؤدي إلى تغيير في تركيبها الجينومي. يمكن أن يحدث في نوعين يسمى نقل الجينات العمودي ونقل الجينات الأفقي. يشير نقل الجينات الأفقي إلى العملية التي يتم فيها نقل المادة الجينية بين أفراد غير مرتبطين. يشير نقل الجينات العمودي إلى العملية التي يتم فيها نقل الجينات من الوالدين إلى نسلهم. هذا هو الفرق الرئيسي بين نقل الجينات العمودي والأفقي.نقل الجينات العمودي شائع بين الكائنات الحية بينما نقل الجينات الأفقي أقل شيوعًا.
ما هو نقل الجينات العمودي؟
نقل الجينات العمودي هو طريقة لنقل الجينات من الوالدين إلى نسلهم. يمكن أن يحدث إما من خلال التكاثر الجنسي أو التكاثر اللاجنسي أو الآليات الاصطناعية. هذه العملية هي آلية شائعة تحدث بين الكائنات الحية ذات الصلة. تنتقل الجينوم من جيل إلى الجيل التالي الذي يحدث عن طريق نقل الجينات العمودي في الكائنات الحية بشكل طبيعي. في برامج تربية النبات ، يتم إجراء نقل الجينات العمودي عن قصد لنقل الجينات المهمة إلى جيل F1. يتم تهجين نباتين جنسياً لخلط جيناتهما ونقلهما إلى الجيل التالي. من خلال القيام بذلك ، يمكن تخزين الخصائص القيمة في النسل مما يسمح بالتداول في الأجيال القادمة.
في البكتيريا ، أكثر طرق التكاثر اللاجنسي شيوعًا هي الانشطار الثنائي. ينتج عن الانشطار الثنائي خليتان متماثلتان من البكتيريا.إنه مثال على طريقة نقل الجينات الرأسية للبكتيريا. في البشر ، ينتقل المرض المسمى الإيدز من الأم إلى الطفل بسبب نقل الجينات العمودي.
الشكل 01: نقل الجينات العمودي للبكتيريا أثناء الانشطار الثنائي
ما هو نقل الجينات الأفقي؟
نقل الجينات الأفقي هو آلية يتم فيها نقل المادة الجينية بين الكائنات غير المرتبطة. يُعرف أيضًا باسم النقل الجيني الجانبي. يحدث بين الجينومات المختلفة مثل بين الأنواع المختلفة. تكتسب الكائنات الحية خصائص مختلفة من خلال نقل الجينات. يختلف نقل الجينات الأفقي عن نقل الجين من الوالد إلى النسل.
أصبح نقل الجينات الأفقي سهلاً بسبب عدة أنواع من الحمض النووي التي تمتلكها الكائنات الحية.وهي بشكل أساسي عناصر وراثية متحركة مثل الينقولات (الجينات القافزة) ، والبلازميدات (الحمض النووي الدائري غير الكروموسومي) ، والعاثيات (البكتيريا التي تصيب الفيروسات). يحدث عبر عدة آليات على النحو التالي.
آليات نقل الجينات الأفقية
التحول
بدائيات النوى قادرة على تناول الحمض النووي الحر على شكل بلازميدات بشكل خاص.
الاقتران البكتيري
نمط من التكاثر الجنسي يحدث بين خليتين متصلتين مؤقتًا. أثناء الاقتران ، يتم نقل البلازميدات F من المتبرع إلى المتلقي مما يؤدي إلى نقل المادة الجينية بين كائنين كما هو موضح في الشكل 02. هذه هي الآلية الرئيسية التي تنطوي على نقل الجينات الأفقي.
تحويل
Bacteriophage قادرة على حقن حمضها النووي في بكتيريا عند إصابتها بالعدوى ، مما يؤدي إلى انتقال الجين بين نوعين من البكتيريا أثناء الإصابة الثانية. يحدث هذا من خلال عمليتين تسمى النقل المعمم والمتخصص.
استخدامات نقل الجينات الأفقي
يستخدم نقل الجينات الأفقي في الهندسة الوراثية. يمكن إعادة تجميع الحمض النووي الأجنبي أو إدخاله في جينوم الكائن المتلقي في نقل الجينات الأفقي. يسمح للمستلمين باكتساب سمات جديدة مهمة للنمو والبقاء. يعتبر نقل الجينات الأفقي مهمًا للغاية في التكيف والتطور لكل من بدائيات النوى وحقيقيات النوى. يتم تصفية السمات المواتية من خلال الانتقاء الطبيعي والمساهمة في التطور. تكتسب بعض الكائنات الحية جينات ذات قيمة للتكيف والتطور من خلال نقل الجينات الأفقي. على سبيل المثال ، اكتساب البكتيريا لمقاومة المضادات الحيوية هو نتيجة لنقل الجينات الأفقي.
يُفضل نقل الجينات الأفقي بين الأصناف ذات الصلة الوثيقة أكثر من الأنواع شديدة الاختلاف. يمكن أن يحدث أيضًا بين البكتيريا التي تعيش في نفس البيئة المكروية.
الشكل 02: نقل الجينات الأفقي للبكتيريا أثناء الاقتران
ما هو الفرق بين التحويل الجيني العمودي والأفقي؟
نقل الجينات العمودي مقابل الأفقي |
|
| يشير النقل الجيني العمودي إلى العملية التي تنقل المادة الوراثية من الوالد إلى النسل عن طريق التكاثر. | يشير نقل الجينات الأفقي إلى العملية التي تنقل المادة الوراثية بين الكائنات غير المرتبطة. |
| طرق | |
| يمكن أن يحدث عن طريق الوسائل الجنسية أو اللاجنسية أو الاصطناعية. | التحول والتحول والاقتران البكتيري هي آليات تشارك في نقل الجينات الأفقي. |
| حدث | |
| إنها عملية شائعة | إنها عملية أقل شيوعًا. |
| الاعتماد على الحمض النووي للجوال | |
| لا تعتمد على العناصر الوراثية المتنقلة. | من الممكن بسبب عناصر الحمض النووي المتنقلة مثل الترانسبوزونات والبلازميدات والعاثيات. |
ملخص - نقل الجينات العمودي مقابل الأفقي
يمكن أن يحدث نقل الجينات بين الأفراد المرتبطين وغير المرتبطين. هناك نوعان رئيسيان من نقل الجينات يسمى الرأسي والأفقي. يحدث انتقال الجينات العمودي من الوالد إلى النسل. أثناء التكاثر أو عبور النبات ، تنتقل الجينات من الوالدين إلى النسل. يحدث نقل الجينات الأفقي بين الأنواع المختلفة التي لا ترتبط.إنه غير ممكن مثل نقل الجينات العمودي. ومع ذلك ، نظرًا لعناصر الحمض النووي المتنقلة مثل البلازميدات والجينات القافزة والعاثيات ، تتبادل الجينات بين الكائنات الحية أفقياً عن طريق الاقتران والتنقل والتحول. يعتبر نقل الجينات الأفقي شائعًا في البكتيريا والعتائق أكثر من حقيقيات النوى. هذا هو الفرق بين نقل الجينات العمودي والأفقي.
