Yatay gen transferi nedir ?
Yatay gen transferi, bir organizmanın, ikinci bir organizmadan türemeden, o ikinci organizmaya ait genetik malzeme edinmesini sağlayan herhangi bir süreçtir.
Buna karşın, dikey transfer bir organizmanın kendi atalarından (yani ebeveynlerinden) genetik malzeme edinmesidir. Genetik bilmi bu iki transfer biçiminden daha yaygını olan dikey transfere odaklanmış olmakla beraber, yakın zamanda yatay transferin de anlamlı bir olgu olduğu bilincine varılmıştır. Yatay gen transferinin yapay biçimi bir genetik mühendislik şeklidir.
Yatay gen transferi ilk defa 1959'da, farklı bakteri türleri arasında antibiyotik direncinin aktarılabildiğinin gösterilmesi ile keşfedilmiştir. Japon araştırmacılar tarafından yapılan bu buluşun ne anlama geldiği Batılı bilim adamları tarafından anlaşılması için bir 10 yıl geçti. Michael Syvanen bu konuda çalışmış ilk batılı araştırmacılardandır. Syvanen, 1984'ten itibaren yatay gen transferi üzerine bir dizi makale yayınlamış yatay gen transferinin olduğunu öngörmüş, yeryüzünde yaşamın başlangıcından itibaren evrim tarihini etkilemiş olan bir süreç olduğunu belirtmiştir.
Gen ve genom çalışmaları prokaryotlar arasında önemli miktarda yatay gen transferi olduğunu göstermekteler. Bu olgunun tek hücreli ökaryotlar için de anlamlı olduğu görülmektedir. Bulgular, protistaların evriminde de yatay gen transferinin önemli bir rol oynadığını göstermektedir.
Bitki ve hayvanların da bu olgudan etkilendiğine dair belirtiler vardır ama bunun ne derece önemli olduğu açık değildir.
Mimivirüs adı verilen virüs, sputnik adlı uydu virüs tarafından enfekte edilebilir. Sputnik virüsünün genlerinde 13'ü herhangi başka hiçbir gene benzemekle beraber, 3 tanesi mimivirüs ve mamavirüs genleriyle yakın ilişkilidir. Bu genlerin mimivirüsün kendini paketlemesi sırasında edinilmiş olduğu tahmin edilmektedir. Bu bulgular, bazı uydu virüslerin, virüsler arasında yatay gen transferi yapabileceğini göstermektedir. Bakteriyofajların bakteriler arasında gen taşıması da buna benzetilebilir.
Yatay gen transferi birbirine uzak akraba olan bakteriler arasında dahi yaygındır. Bu süreç, antibiyotik direncinin başlıca nedeni olarak sayılmaktadır; bir bakteri direnç edinince, direnç genini kısa sürede başka türlere de aktarabilmektedir. Enterik bakteriler, içinde bulundukları bağırsaktaki diğer bakterilerle genetik alışverişte bulunurlar. Yatay gen transferi için başlıca üç mekanizma vardır:
- Transformasyon, hücre içine yabancı genetik malzeme (DNA veya RNA) girmesi sonucu hücrenin kalıtsal değişime uğramasıdır. Bu süreç bakterilerden göreceli olarak yaygındır, ama ökaryotlarda daha enderdir. Transformasyon, deneysel, endüstriyel amaçlar için bakterilere yeni genlerin sokulması için sıkça kullanılır. Bakınız moleküler biyoloji ve biyoteknoloji maddeleri.
- Transdüksiyon (genetik), bakteri DNA'sının bir virüs (bakteriyofaj, veya kısaca faj) aracılığıyla bir bakteriden diğerine taşınması.
- Bakteriyel konjugasyon, bir bakterinin hücresel temas yoluyla DNA'sını bir diğer bakteriye aktarması.
DNA dizilerinin analizi ökaryotların içinde, mitokondri ve kloroplast genomlarından çekirdek genomuna, yatay gen transferinin olmuş olduğuna işaret etmektedir. Endosimbiyoz teorisinde belirtildiği gibi, kloroplast ve mitokondrilerin kaynağı, ökaryotik hücrelerin atası bir hücrenin içindeki bakteriyel endosimbiyontlardı.
DNA dizi karşılaştırmaları farklı türler arasında pek çok genin yatay transferini göstermiştir, bu transferlerin bazıları farklı üst-alemler arasında dahi gerçekleşmiştir. Bakterilerden bazı mantarlara, özellikle Saccharomyces cerevisiae mayasına yatay gen transferi iyi belgelenmiştir.
Aduki fasulya kınkanatlısının kendi endosimbiyontu Wolbachia 'dan genetik malzeme edindiğine dair de kanıtlar vardır. Wolbachia bakterilerini artropod ve filaria nematodlarında önemli bir genetik malzeme kaynağı olduğu gösterilmiştir
Rafflesiaceae bitki ailesinin parazitlerinin, konak bitkiden bazı mitokondri genlerini yatay transfer yapmış olduğu da gösterilmiştir. Ayrıca, henüz kimliği bilinmeyen bir bitkinin kloroplastından Phaseolus fasulyasının mitokondrisine transfer olduğu gösterilmiştir
Fotoğraf : By Origionally NASA - Modified version of commons image by NASA, CC BY-SA 3.0, Link
Kaynak:
- ^ Ochiai, K., Yamanaka, T Kimura K and Sawada, O (1959) Inheritance of drug resistance (and its tranfer) between Shigella strains and Between Shigella and E.coli strains. Hihon Iji Shimpor 1861: 34 (in Japanese)
- ^ Akiba T, Koyama K, Ishiki Y, Kimura S, Fukushima T. On the mechanism of the development of multiple-drug-resistant clones of Shigella. Jpn J Microbiol. 1960 Apr;4:219-27. PMID 13681921.
- ^ Syvanen, Michael (1985). "Cross-species Gene Transfer; Implications for a New Theory of Evolution" (PDF). J. Theor. Biol. 112: 333. DOI:10.1016/S0022-5193(85)80291-5. Erişim tarihi: 2007-09-05.
- ^ Lake, James A. and Maria C. Rivera (1999). "Horizontal gene transfer among genomes: The complexity hypothesis". PNAS (Proceedings of the National Academy of Science) 96:7: pp. 3801-3806. DOI:10.1073/pnas.96.7.3801.
- ^ Lake, James A. and Maria C. Rivera (2004). "The Ring of Life Provides Evidence for a Genome Fusion Origin of Eukaryotes". Nature 431 [1].
- ^ Bapteste et al. (2005). "Do Orthologous Gene Phylogenies Really Support Tree-thinking?". BMC Evolutionary Biology 5:33. Erişim tarihi: 2007-03-18.
- ^ Mae-Wan Ho (1999). Cauliflower Mosaic Viral Promoter - A Recipe for Disaster? Microbial Ecology in Health and Disease, 11:194–197. Reprint. Accessed 2008-06-09.
- ^ Richardson, Aaron O. and Jeffrey D. Palmer (January 2007). "Horizontal Gene Transfer in Plants". dergi of Experimental Botany 58: pp. 1-9 [2].
- ^ Nature article 'Virophage' suggests viruses are alive published August 6, 2008. Nature 454, 677 (2008) | doi:10.1038/454677a
- ^ Jeffrey L. Blanchard and Michael Lynch (2000), "Organellar genes: why do they end up in the nucleus?", Trends in Genetics, 16 (7), pp. 315-320. [3]
- ^ Hall C, Brachat S, Dietrich FS. "Contribution of Horizontal Gene Transfer to the Evolution of Saccharomyces cerevisiae." Eukaryot Cell 2005 Jun 4(6):1102-15. [4]
- ^ Natsuko Kondo, Naruo Nikoh, Nobuyuki Ijichi, Masakazu Shimada and Takema Fukatsu (2002) "Genome fragment of Wolbachia endosymbiont transferred to X chromosome of host insect", Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 99 (22): 14280-14285". [5]
- ^ Dunning Hotopp JC, Clark ME, Oliveira DC, Foster JM, Fischer P, Torres MC, Giebel JD, Kumar N, Ishmael N, Wang S, Ingram J, Nene RV, Shepard J, Tomkins J, Richards S, Spiro DJ, Ghedin E, Slatko BE, Tettelin H, Werren JH (30 August 2007 [Epub ahead of print]). "Widespread Lateral Gene Transfer from Intracellular Bacteria to Multicellular Eukaryotes". Science 317: 1753. DOI:10.1126/science.1142490. PMID 17761848.
- ^ Charles C. Davis and Kenneth J. Wurdack (30 July 2004). "Host-to-Parasite Gene Transfer in Flowering Plants: Phylogenetic Evidence from Malpighiales". Science 305 (5684): 676–678. DOI:10.1126/science.1100671.
- ^ Daniel L Nickrent, Albert Blarer, Yin-Long Qiu, Romina Vidal-Russell and Frank E Anderson (2004). "Phylogenetic inference in Rafflesiales: the influence of rate heterogeneity and horizontal gene transfer". BMC Evolutionary Biology 4 (40): 40. DOI:10.1186/1471-2148-4-40.
- ^ Magdalena Woloszynska, Tomasz Bocer, Pawel Mackiewicz and Hanna Janska (November 2004). "A fragment of chloroplast DNA was transferred horizontally, probably from non-eudicots, to mitochondrial genome of Phaseolus". Plant Molecular Biology 56 (5): 811-820. DOI:10.1007/s11103-004-5183-y.
BİYOLOJİ ÖDEV YARDIM
-
Mercanlar ve Mercan resifleri hakkında bilgi
-
Kulak Nedir? Kulağın Yapısı ve Görevleri Nelerdir?
-
Göz nedir ? Gözün görevleri nelerdir ? Canlılarda göz ve görme organı
-
Boğaz nedir ? Boğazın kısımları nelerdir ?
-
Omurga, columna vertebralis nedir ? Görevleri nelerdir ?
-
Doğal gübreler nelerdir
-
Kimyasal (yapay) gübreler nelerdir
-
Kortizol Nedir
-
Semantik Nedir ?
-
Karasal Ve Sucul Biyomların Özellikleri Nelerdir ?
-
Kaç çeşit biyom vardır
-
Bitki Ve Hayvanların Yeryüzündeki Dağılımını Etkileyen Faktörler Nelerdir?
-
Bitkisel dokular hakkında bilgi
-
Ekosistemde besin zinciri ve besin ağının önemi nedir ?
-
Genetik Algoritmalar