Sự khác biệt chính - Chuyển gen theo chiều dọc và chiều ngang
Chuyển gen là quá trình chuyển giao hoặc trao đổi vật chất di truyền giữa các sinh vật. DNA mang gen chức năng được trao đổi giữa các sinh vật gây ra sự thay đổi thành phần bộ gen của chúng. Nó có thể xảy ra ở hai loại có tên là chuyển gen dọc và chuyển gen ngang. Chuyển gen theo chiều ngang đề cập đến quá trình vật chất di truyền được chuyển giữa các cá thể không liên quan. Chuyển gen theo chiều dọc đề cập đến quá trình mà các gen được chuyển từ cha mẹ sang con cái của họ. Đây là sự khác biệt chính giữa chuyển gen dọc và ngang. Chuyển gen dọc là phổ biến giữa các sinh vật trong khi chuyển gen ngang ít phổ biến hơn.
Chuyển gen dọc là gì?
Chuyển gen dọc là phương pháp chuyển gen từ bố mẹ sang con cái của họ. Nó có thể xảy ra thông qua sinh sản hữu tính hoặc sinh sản vô tính hoặc cơ chế nhân tạo. Quá trình này là một cơ chế phổ biến xảy ra giữa các sinh vật có liên quan. Các bộ gen được truyền từ thế hệ này sang thế hệ tiếp theo xảy ra thông qua chuyển gen dọc trong cơ thể sống một cách tự nhiên. Trong các chương trình tạo giống cây trồng, việc chuyển gen dọc được thực hiện một cách có chủ đích để chuyển các gen quan trọng cho thế hệ F1. Hai cây được giao phối hữu tính với nhau để trộn gen và truyền cho thế hệ tiếp theo. Bằng cách này, các đặc điểm có giá trị có thể được lưu giữ trong thế hệ con cháu, cho phép lưu truyền trong các thế hệ sau.
Ở vi khuẩn, phương pháp sinh sản vô tính phổ biến nhất là phân hạch nhị phân. Kết quả phân hạch nhị phân tạo ra hai tế bào vi khuẩn giống hệt nhau. Nó là một ví dụ về phương pháp chuyển gen dọc của vi khuẩn. Ở người, căn bệnh có tên là AIDS lây truyền từ cha mẹ sang con do chuyển gen dọc.
Hình 01: Sự chuyển gen dọc của vi khuẩn trong quá trình phân hạch nhị phân
Chuyển gen theo chiều ngang là gì?
Chuyển gen ngang là cơ chế chuyển vật chất di truyền giữa các sinh vật không có quan hệ với nhau. Nó còn được gọi là chuyển gen bên. Nó xảy ra giữa các bộ gen khác nhau chẳng hạn như giữa các loài khác nhau. Các sinh vật có được các đặc điểm khác nhau thông qua chuyển gen. Chuyển gen theo chiều ngang khác với chuyển gen từ bố mẹ sang con cái.
Việc chuyển gen theo chiều ngang được thực hiện dễ dàng do một số loại DNA được sở hữu bởi các sinh vật. Chúng chủ yếu là các yếu tố di truyền di động như transposon (gen nhảy), plasmid (DNA vòng không nhiễm sắc thể), và bacteriophages (vi khuẩn lây nhiễm virus). Nó xảy ra thông qua một số cơ chế như sau.
Cơ chế chuyển gen theo chiều ngang
Chuyển đổi
Sinh vật nhân sơ có thể hấp thụ DNA tự do ở dạng plasmid đặc biệt.
Liên hợp vi khuẩn
Một phương thức sinh sản hữu tính xảy ra giữa hai tế bào được kết nối tạm thời. Trong quá trình tiếp hợp, các plasmid F được chuyển từ người cho sang người nhận dẫn đến sự chuyển giao vật chất di truyền giữa hai sinh vật như trong hình 02. Đây là cơ chế chính liên quan đến chuyển gen theo chiều ngang.
Truyền
Bacteriophage có thể tiêm DNA của nó vào vi khuẩn khi bị nhiễm bệnh, dẫn đến chuyển gen giữa hai vi khuẩn trong lần lây nhiễm thứ hai. Điều này xảy ra thông qua hai quá trình có tên là chuyển nạp tổng quát và chuyên biệt.
Công dụng của Chuyển gen theo chiều ngang
Chuyển gen ngang được sử dụng trong công nghệ gen. DNA ngoại lai có thể được tái tổ hợp hoặc đưa vào bộ gen của sinh vật nhận trong chuyển gen ngang. Nó cho phép người nhận có được những đặc điểm mới quan trọng cho sự phát triển và tồn tại. Chuyển gen theo chiều ngang có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong quá trình thích nghi và tiến hóa của cả sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực. Các đặc điểm thuận lợi được lọc qua chọn lọc tự nhiên và góp phần vào quá trình tiến hóa. Một số sinh vật có được các gen có giá trị cho sự thích nghi và tiến hóa thông qua chuyển gen theo chiều ngang. Ví dụ, vi khuẩn thu được điện trở suất kháng sinh là kết quả của quá trình chuyển gen theo chiều ngang.
Chuyển gen theo chiều ngang được ưa chuộng nhất giữa các đơn vị có quan hệ họ hàng gần hơn là các loài khác biệt cao. Nó cũng có thể xảy ra giữa các vi khuẩn sinh sống trong cùng một môi trường vi mô.
Hình 02: Sự chuyển gen ngang của vi khuẩn trong quá trình tiếp hợp
Sự khác biệt giữa Chuyển gen theo chiều dọc và chiều ngang là gì?
Chuyển gen theo chiều dọc so với chiều ngang |
|
| Chuyển gen dọc đề cập đến quá trình chuyển vật chất di truyền từ bố mẹ sang con cái bằng cách sinh sản. | Chuyển gen theo chiều ngang là quá trình chuyển vật chất di truyền giữa các sinh vật không liên quan. |
| Phương pháp | |
| Nó có thể xảy ra qua phương tiện tình dục, vô tính hoặc nhân tạo. | Biến đổi, tải nạp và liên hợp vi khuẩn là các cơ chế liên quan đến chuyển gen theo chiều ngang. |
| Xuất hiện | |
| Đó là một quá trình chung. | Đây là một quy trình ít phổ biến hơn. |
| Phụ thuộc vào DNA di động | |
| Nó không phụ thuộc vào các yếu tố di truyền di động. | Có thể do các yếu tố DNA di động như transposon, plasmid, thực khuẩn. |
Tóm tắt - Chuyển gen theo chiều dọc và chiều ngang
Chuyển gen có thể xảy ra giữa các cá thể có liên quan và không có liên quan. Có hai kiểu chuyển gen chính được đặt tên theo chiều dọc và chiều ngang. Sự truyền gen theo chiều dọc xảy ra từ bố mẹ sang con cái. Trong quá trình sinh sản hoặc lai thực vật, các gen được chuyển từ bố mẹ sang thế hệ con cháu. Sự chuyển gen theo chiều ngang xảy ra giữa các loài khác nhau không có quan hệ họ hàng với nhau. Nó không khả thi như chuyển gen dọc. Tuy nhiên, do các yếu tố DNA di động như plasmid, gen nhảy và vi khuẩn, các gen trao đổi giữa các sinh vật theo chiều ngang thông qua tiếp hợp, tải nạp và biến nạp. Chuyển gen theo chiều ngang phổ biến ở vi khuẩn và vi khuẩn cổ hơn sinh vật nhân thực. Đây là sự khác biệt giữa chuyển gen theo chiều dọc và chiều ngang.
