1.15 : Types of Genetic Transfer Between Organisms

Transfer genetyczny ma miejsce, gdy informacja genetyczna jest przekazywana z jednego organizmu do drugiego. Zachodzi poprzez dwa mechanizmy: pionowy transfer genów i horyzontalny transfer genów. Pionowy transfer genów ma miejsce, gdy informacja genetyczna jest przekazywana z pokolenia na pokolenie, co zdarza się znacznie częściej niż horyzontalny transfer genów. Zarówno rozmnażanie płciowe, jak i bezpłciowe są formami pionowego transferu genów, w którym jeden lub więcej organizmów przekazuje część lub całość swojego genomu swojemu potomstwu. Ponadto pionowy transfer genów zachodzi zarówno u gatunków prokariotycznych, jak i eukariotycznych.

Horyzontalny transfer genów ma miejsce, gdy informacja genetyczna jest przekazywana członkowi tego samego pokolenia i występuje najczęściej u gatunków prokariotycznych. Podczas gdy międzygatunkowy horyzontalny transfer genów jest niezwykle rzadki wśród eukariontów, występuje często u prokariontów. Horyzontalny transfer genów między różnymi gatunkami jest istotnym źródłem różnorodności genetycznej wśród prokariontów.

Większość gatunków prokariotycznych rozmnaża się bezpłciowo. Chociaż pozwala to na szybszą produkcję potomstwa, wyprodukowane potomstwo ma ograniczoną różnorodność genetyczną. Horyzontalny transfer genów odgrywa zatem istotną rolę we wprowadzaniu różnorodności genetycznej do prokariontów. Poprzez horyzontalny transfer genów prokariota mogą dzielić niewielką część swojego genomu z innymi organizmami, zarówno współgatunkowymi (ten sam gatunek), jak i allospecyficznymi (inny gatunek), w tym samym pokoleniu. Wielu naukowców twierdzi, że horyzontalny transfer genów i mutacja są najważniejszymi źródłami zmienności genetycznej u prokariontów. W ten sposób horyzontalny transfer genów dostarcza części surowca, na który działa dobór naturalny.

Wybitnym tego przykładem jest pojawienie się szczepów bakterii opornych na antybiotyki. Geny, które nadają oporność na antybiotyk, mogą być przenoszone między różnymi gatunkami i szczepami bakterii, dając bakteriom biorcy selektywną przewagę, takim jak oporne na penicylinę szczepy Neisseria gonorrhoeae, które powodują rzeżączkę. Na jeszcze większą skalę niektóre szacunki sugerują, że co najmniej 18% genomu E. coli zostało nabyte w drodze horyzontalnego transferu genów w ciągu milionów lat ewolucji.