ความแตกต่างที่สำคัญ – การถ่ายโอนยีนแนวตั้งกับแนวนอน
การถ่ายโอนยีนหมายถึงกระบวนการที่ถ่ายโอนหรือแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมระหว่างสิ่งมีชีวิต ดีเอ็นเอซึ่งมียีนที่ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนกันระหว่างสิ่งมีชีวิตทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบจีโนมของพวกมัน สามารถเกิดขึ้นได้สองประเภทคือการถ่ายโอนยีนในแนวตั้งและการถ่ายโอนยีนในแนวนอน การถ่ายโอนยีนในแนวนอนหมายถึงกระบวนการที่มีการถ่ายโอนสารพันธุกรรมระหว่างบุคคลที่ไม่เกี่ยวข้อง การถ่ายโอนยีนในแนวตั้งหมายถึงกระบวนการที่ยีนถูกถ่ายโอนจากพ่อแม่ไปสู่ลูกหลาน นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างการถ่ายโอนยีนในแนวตั้งและแนวนอนการถ่ายโอนยีนในแนวตั้งเป็นเรื่องปกติในหมู่สิ่งมีชีวิตในขณะที่การถ่ายโอนยีนในแนวนอนนั้นพบได้น้อยกว่า
การถ่ายโอนยีนแนวตั้งคืออะไร
การถ่ายทอดยีนแนวตั้งเป็นวิธีการถ่ายทอดยีนจากพ่อแม่สู่ลูก มันสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งผ่านการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศหรือการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศหรือกลไกการประดิษฐ์ กระบวนการนี้เป็นกลไกทั่วไปที่เกิดขึ้นระหว่างสิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้อง จีโนมจะถูกส่งต่อจากรุ่นหนึ่งไปสู่รุ่นต่อ ๆ ไปโดยอาศัยการถ่ายทอดยีนแนวตั้งในสิ่งมีชีวิตตามธรรมชาติ ในโครงการปรับปรุงพันธุ์พืช การถ่ายโอนยีนในแนวดิ่งมีจุดประสงค์เพื่อถ่ายโอนยีนที่สำคัญไปยังรุ่น F1 พืชสองชนิดถูกผสมข้ามเพศเพื่อผสมยีนของพวกมันและส่งต่อไปยังรุ่นต่อไป ด้วยการทำเช่นนี้ คุณสมบัติอันมีค่าสามารถเก็บไว้ในลูกหลานเพื่อให้หมุนเวียนต่อไปได้ในอนาคต
ในแบคทีเรีย วิธีการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศที่พบบ่อยที่สุดคือการแยกตัวแบบไบนารี การแยกตัวแบบไบนารีส่งผลให้เกิดเซลล์แบคทีเรียที่เหมือนกันสองเซลล์เป็นตัวอย่างวิธีการถ่ายทอดยีนแนวตั้งของแบคทีเรีย ในมนุษย์ โรคที่เรียกว่า AIDS กำลังติดต่อจากแม่สู่ลูกเนื่องจากการถ่ายทอดยีนในแนวดิ่ง
รูปที่ 01: การถ่ายโอนยีนในแนวตั้งของแบคทีเรียระหว่างการแตกตัวแบบไบนารี
การถ่ายโอนยีนแนวนอนคืออะไร
การถ่ายโอนยีนในแนวนอนเป็นกลไกที่สารพันธุกรรมถูกถ่ายโอนระหว่างสิ่งมีชีวิตที่ไม่เกี่ยวข้องกัน เป็นที่รู้จักกันว่าการถ่ายโอนยีนด้านข้าง เกิดขึ้นระหว่างจีโนมต่างๆ เช่น ระหว่างสปีชีส์ต่างๆ สิ่งมีชีวิตได้รับลักษณะที่แตกต่างกันผ่านการถ่ายโอนยีน การถ่ายโอนยีนแนวนอนแตกต่างจากการถ่ายทอดยีนจากพ่อแม่สู่ลูก
การถ่ายโอนยีนในแนวนอนทำได้ง่ายเนื่องจาก DNA หลายประเภทที่สิ่งมีชีวิตครอบครองพวกมันส่วนใหญ่เป็นองค์ประกอบทางพันธุกรรมเคลื่อนที่ เช่น ทรานสโปซอน (ยีนกระโดด), พลาสมิด (DNA ทรงกลมที่ไม่ใช่โครโมโซม) และแบคทีเรีย (แบคทีเรียที่ติดไวรัส) เกิดขึ้นได้หลายกลไกดังนี้
กลไกการถ่ายทอดยีนแนวนอน
การแปลงร่าง
โปรคาริโอตสามารถรับ DNA ได้ฟรีในรูปของพลาสมิดโดยเฉพาะ
การผันของแบคทีเรีย
โหมดของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศที่เกิดขึ้นระหว่างสองเซลล์ที่เชื่อมต่อกันชั่วคราว ในระหว่างการคอนจูเกต F plasmids จะถูกถ่ายโอนจากผู้บริจาคไปยังผู้รับทำให้เกิดการถ่ายโอนสารพันธุกรรมระหว่างสิ่งมีชีวิตทั้งสองดังแสดงในรูปที่ 02 นี่คือกลไกหลักที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนยีนในแนวนอน
การแปลง
แบคทีเรียสามารถฉีด DNA ของมันเข้าไปในแบคทีเรียเมื่อติดเชื้อ ซึ่งส่งผลให้มีการถ่ายโอนยีนระหว่างแบคทีเรียสองตัวระหว่างการติดเชื้อครั้งที่สอง สิ่งนี้เกิดขึ้นผ่านสองกระบวนการที่เรียกว่าการแปลงแบบทั่วไปและแบบพิเศษ
การใช้การถ่ายโอนยีนแนวนอน
การถ่ายยีนแนวนอนใช้ในพันธุวิศวกรรม DNA จากต่างประเทศสามารถรวมตัวกันใหม่หรือแทรกเข้าไปในจีโนมของสิ่งมีชีวิตผู้รับในการถ่ายโอนยีนแนวนอน ช่วยให้ผู้รับมีคุณสมบัติใหม่ที่สำคัญต่อการเติบโตและการอยู่รอด การถ่ายโอนยีนแนวนอนมีความสำคัญอย่างยิ่งในการปรับตัวและวิวัฒนาการของทั้งโปรคาริโอตและยูคาริโอต ลักษณะที่ดีจะถูกกรองผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติและมีส่วนทำให้เกิดวิวัฒนาการ สิ่งมีชีวิตบางชนิดได้รับยีนที่มีคุณค่าสำหรับการปรับตัวและวิวัฒนาการผ่านการถ่ายโอนยีนในแนวนอน ตัวอย่างเช่น การได้มาซึ่งความต้านทานของยาปฏิชีวนะโดยแบคทีเรียเป็นผลมาจากการถ่ายโอนยีนในแนวนอน
การถ่ายทอดยีนในแนวนอนเป็นที่นิยมมากที่สุดในหมู่แท็กซ่าที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดมากกว่าสายพันธุ์ที่แตกต่างกันอย่างมาก นอกจากนี้ยังสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมจุลภาคเดียวกัน
รูปที่ 02: การถ่ายโอนยีนแนวนอนของแบคทีเรียระหว่างการผันคำกริยา
การถ่ายโอนยีนแนวตั้งและแนวนอนต่างกันอย่างไร
การถ่ายโอนยีนแนวตั้งกับแนวนอน |
|
| การถ่ายโอนยีนในแนวตั้งหมายถึงกระบวนการที่ถ่ายโอนสารพันธุกรรมจากพ่อแม่สู่ลูกโดยการสืบพันธุ์ | การถ่ายโอนยีนในแนวนอนหมายถึงกระบวนการที่ถ่ายโอนสารพันธุกรรมระหว่างสิ่งมีชีวิตที่ไม่เกี่ยวข้อง |
| วิธีการ | |
| เกิดขึ้นได้ด้วยวิธีทางเพศ ไม่อาศัยเพศ หรือของปลอม | การเปลี่ยนแปลง การถ่ายทอด และการรวมตัวของแบคทีเรียเป็นกลไกที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนยีนในแนวนอน |
| เกิดขึ้น | |
| มันเป็นกระบวนการทั่วไป | เป็นกระบวนการที่ไม่ธรรมดา |
| การพึ่งพา DNA มือถือ | |
| มันไม่ได้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางพันธุกรรมของมือถือ | เป็นไปได้เนื่องจากองค์ประกอบดีเอ็นเอเคลื่อนที่ เช่น ทรานสโปซอน พลาสมิด แบคทีเรีย |
สรุป – การถ่ายโอนยีนแนวตั้งกับแนวนอน
การถ่ายโอนยีนอาจเกิดขึ้นระหว่างบุคคลที่เกี่ยวข้องและไม่เกี่ยวข้อง การถ่ายโอนยีนมีสองประเภทหลักคือแนวตั้งและแนวนอน การถ่ายทอดยีนในแนวตั้งเกิดขึ้นจากพ่อแม่สู่ลูก ในระหว่างการสืบพันธุ์หรือการข้ามพันธุ์ ยีนจะถูกถ่ายทอดจากพ่อแม่สู่รุ่นลูก การถ่ายโอนยีนในแนวนอนเกิดขึ้นระหว่างสปีชีส์ต่าง ๆ ที่ไม่เกี่ยวข้องกันเป็นไปไม่ได้ในการถ่ายโอนยีนแนวตั้ง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากองค์ประกอบของ DNA ที่เคลื่อนที่ได้ เช่น พลาสมิด ยีนกระโดด และแบคทีเรีย การถ่ายโอนยีนในแนวนอนเป็นเรื่องปกติในแบคทีเรียและอาร์เคียมากกว่ายูคาริโอต นี่คือความแตกต่างระหว่างการถ่ายโอนยีนในแนวตั้งและแนวนอน