Paglipat ng Gene: Pag-andar, Mga Gawain, Papel at Sakit

Gene ang paglipat ay tumutukoy sa artipisyal o natural na paglipat ng dayuhang henetikong materyal sa isang binobong itlog. Mas tiyak, ang mga indibidwal na gen ay inililipat mula sa isang donor na organismo sa isang tatanggap na organismo. Ang isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng pahalang at patayo gene paglipat Gene ang paglipat ay maaaring maganap sa pamamagitan ng pagbabago, pagsasama-sama o pagsasalin ng katawan. Ang mga teknikal na pamamaraan ay, halimbawa, microinjection o ang biolistic na pamamaraan, na tinatawag ding "gene gun".

Ano ang paglilipat ng gene?

Ang paglilipat ng gene ay tumutukoy sa artipisyal o natural na paglipat ng dayuhang henetikong materyal sa isang binobong itlog. Ang pahalang na paglipat ng gen ay isang proseso kung saan ang materyal na genetiko ay kinuha o naipapasa nang walang mga sekswal na reproductive pathway at anuman ang mga hangganan ng species. Sa prosesong ito, ang isang gene na may isang tukoy na pag-aari ay ipinakilala sa isang genome at naaktibo doon. Mas tiyak, nangangahulugan ito na ang materyal na genetiko ay hindi inililipat kasama ng isang lipi, samantalang ang patayong pag-transfer ng gen ay nangyayari sa pamamagitan ng mga ninuno sa mga inapo. Sa teorya ng ebolusyon, ang pahalang na paglipat ng gen ay nagbibigay ng isang paliwanag para sa paglitaw ng mga mikroorganismo, halimbawa, na nailalarawan sa pamamagitan ng malakas na paglukso ng ebolusyon. Vertical transmission, kung saan mga pathogens ay ipinapasa sa ibang henerasyon sa pamamagitan ng materyal na genetiko ng isang nahawaang henerasyon, dapat makilala mula rito bilang isang espesyal na anyo. Sa mga mikroorganismo at invertebrate, ang pahalang na paglipat ay naitala. Kabilang sa bakterya, halimbawa, mga gen na lumalaban sa antibiotics kumalat Sa Wolbachia bakterya, sa kabilang banda, ang isang buong genome ay inililipat sa mga cell ng isang fruit fly, kahit na ilan lamang sa mga gen ang mamaya na tumatagal ng ilang mga pagpapaandar. Dahil sa mabilis na agnas ng tansgenic DNA sa labas ng isang cell, ang pahalang na paglilipat ng gen ay malamang na hindi mangyari sa microbiological fauna. Kadalasan nagaganap ito sa laboratoryo. Gayunpaman, ang paglitaw ng iba`t ibang resistances at mga pathogens nag-iisa ay maaaring magbigay ng impormasyon tungkol sa isang natural na nagaganap na paglilipat ng gene. Ang nasabing paglipat ng gene ay ipinakita, halimbawa, sa bacterium ng lupa na Agrobacterium tumefaciens, na may kakayahang ilipat ang DNA sa mga cell ng halaman, isang proseso na unang inilarawan ng Belgian molekular biologists Marc Van Montagu at Jozef Schell noong 1983, at sa Gram -negative rod bacteria na si Bartonella henselae, na nakapaglipat ng DNA sa mga eukaryotic cell sa pamamagitan ng sarili nitong sistema ng transportasyon. Ang paglipat ng vertical gen, sa turn, ay isang tawiran na nagaganap sa pagitan ng dalawang indibidwal o halaman sa isang sekswal na batayan, kung saan ipinapasa ang mga gen sa mga susunod na henerasyon. Pinag-uusapan din namin ang tungkol sa paghahatid kasama ang patayong linya. Halimbawa, kung ang mga transgenic at non-transgenic na halaman ay tumawid, ang mga hindi transgenic ay nakakakuha din ng mga konstruksyon ng mga gen. Gayundin, maaari itong maging isang bagay ng pagpasa sa chromosomes may mga depekto sa gen. Sa mga mikroorganismo, ang mana ng DNA sa mga supling ay tinatawag na patayong paghahatid. Ang terminong ito, bilang karagdagan, ay naglalarawan ng pagdadala ng mga pathogens sa panahon ng pagbubuntis, proseso ng kapanganakan at pagkapanganak ng ina sa anak. Mga nakakahawang sakit maaaring maganap dito, hal rubella o HIV.

Pag-andar at gawain

In genetic engineering, ang pahalang na paglilipat ng gene ay ginagamit upang lumikha ng mga organismo na binago ng genetiko. Ang proseso ay nagsasangkot ng maraming pamamaraan depende sa partikular na pagbabago, tulad ng kung ito ay isang prokaryote o eukaryote. Ang nauna ay tumutukoy sa mga organismo na walang cell nucleus. Ito ay hal bakterya, mas tiyak na eubacteria at archaebacteria. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na kakayahang umangkop sa biological at isang simpleng morpolohiya, wala mitochondria, isang genome na walang bayad sa cytoplasm, mayroong isang kumplikadong extracellular matrix at karagdagang DNA. Alinsunod dito, ang mga eukaryote ay mga organismo na mayroong isang nucleus at nabuo mula sa mga nars na naglalaman ng mga nucleus. Ang mga ito naman ay maaaring mga spore o zygote. Ang zygote ay isang diploid cell na lumitaw mula sa isang itlog at tamud selda Ang mga spores ay unicellular o multicellular microorganisms na may mataas na paglaban sa mga impluwensya sa kapaligiran. Sa mga prokaryote, nangyayari ang pagbabago, transduction, at conjugation; sa eukaryotes, nangyayari ang pagsasalin. Sa transduction, ang mga fragment ng DNA ay inililipat sa pagitan ng dalawang bakterya sa pamamagitan ng impeksyon sa bacteriophages. Sa pagsasama, ang DNA ay inililipat mula sa isang bakterya patungo sa isa pa. Kahit na mula sa donor hanggang sa tatanggap sa mga hangganan ng species. Ang mga bakterya na kumikilos bilang mga nagbibigay ay may F factor na ginagawang posible ang pagsasabay sa una. Gamit ang isang tulay ng plasma, isang koneksyon ang nilikha sa pagitan ng bakterya at ng donor na naglilipat ng plasmid sa tatanggap. Ang transformation naman ay ang pagkuha ng libreng DNA ng bakterya.

Mga karamdaman at karamdaman

Naipakita na ngayon ng mga mananaliksik na ang materyal na pang-genetiko ng tao ay hindi lamang nailipat mula sa isang henerasyon hanggang sa susunod sa pamamagitan ng patayong paglipat ng gene, ngunit ang mga tao rin ay kumuha nito mula sa bakterya sa panahon ng ebolusyon. Kaya, higit sa isang daang mga gen mula sa mga mikroorganismo ang pumasok sa genome ng tao sa pamamagitan ng pahalang na paglilipat ng gen. Ang resulta ng pagsasaliksik ay unang sanhi ng pagkakagulo noong 2001, ngunit itinuring pa ring kontrobersyal. Sa pag-usad ng mga taon, ang isang mas malawak na database ng genome sa wakas ay magagamit, at inihambing ng mga siyentipiko ng Britanya ang mga gen mula sa mga fruit fly species, primata, iba`t ibang mga nematode at tao na may namamana na materyal mula sa mga mikroorganismo. Sa kaso ng mga tao, ang resulta ay 145 genes na nagmula sa microbial world at nagsasagawa din ng mahahalagang tungkulin, tulad ng paglahok sa taba metabolismo o sa iba`t ibang mga reaksyon ng immune. Ang nasabing isang pahalang na paglilipat ng gene ay malamang na naganap sa isang oras kung kailan ang iba't ibang mga species ay hindi pa naghiwalay. Sa kaibahan, sa mga nematode at lilipad ng prutas, ang paglipat ng gene sa form na ito ay mayroon pa rin hanggang ngayon. Gayunpaman, hindi pa posible upang linawin kung paano naganap ang pagpuslit ng naturang bakterya sa genome ng tao. Ang isang posibleng paliwanag ay virus, na maaaring nagsilbing transporters. Sa pangkalahatan, ang paglilipat ng gene ay maaaring magkaroon ng parehong positibong epekto sa kalusugan ng mga organismo sa pamamagitan ng paggawa ng mga ito na immune sa panlabas na pagkamaramdamin, ngunit ang kabaligtaran ay maaari ding maganap kung saan ang mga pathogens, tulad ng kaso ng HIV, ay ipinapasa sa isa pang organismo.