העברה גנטית Horizontal (HGT) מייצגת את אחד הכוחות המשתנים ביותר באורגניזמים מיקרוביאליים, המאפשרים לחיידקים, ארכאה, ואפילו כמה eukaryotes לרכוש חומר גנטי מאורגניזמים הקשורים מרחוק או לא קשורים.תהליך זה מחזיר באופן יסודי את ההבנה שלנו של האבולוציה, הסתגלות, והגדרה של מינים בעולם המיקרוביאלי, בניגוד להצטברות הדרגתית של מוטציות מדומים לצאצאים, מאפשר גנום נדיר של הגנום, אך לא גנטיקה, אלא חשוף, אך ורק בשני גנום נדיר של הגנום, אך אינו מאפשר גנום של גנום מימי קדם-ה, אך ורק גנטיקה, אך אינו מאפשר אטומים, אשר מאפשר אטומים של הגנום, אך ורק בשני אטומים של המשתנים, אשר מאפשר אטומים של אטומים, אך ורק אטומים של אטומים איטי של אטומים של אטומים, אך ורק אטומים של אטומים של , אך ורק אטומים של אטומים של תאים מטבוליים, אך ורק אטומים, אך ורק אטומים של אטומים של אטומים של אטומים של אטומים של אטומים של תאים מטבוליים, אך ורק אטומים של

התגלית של HGT מתוארת בשנות העשרים של המאה העשרים, כאשר פרדריק גריפית הבחין כי זנים שאינם-ויולטים (FLT:0) Streptococococcus ריאותeveFLT:1 יכול להיות virulent לאחר החשיפה לאפקטים virulentים חומים (העיקרון המתרגם), אשר מזוהים מאוחר יותר כדנ"א אבולוציוני, MacLeod, ומקולוגיה בשנת 1944, סיפקו את הראיות הראשונות שיכולו להזיזו את הגנים המשתנים בין התאים המשתנים, לבין מנגנונים גנטיים גנטיים גנטיים וטכנולוגיים, אשר יכולים להמשיך לזהות מנגנונים עצביים, כגון מנגנונים עצביים ומנגנונים עצביים, כגון:

העברה גנטית Horizontal: Defining the Process

בגנטיקה קלאסית, העברת גנים מתרחשת אנכית - מהורה לצאצאים במהלך הרבייה. HGT, לעומת זאת, כרוך בתנועת חומר גנטי בין אורגניזמים שאינם אבות או צאצאים ישירים. זה יכול לקרות בין מינים שונים, גאנה, או אפילו תחומים של החיים. לדוגמה, התנגדות אנטיביוטית של גנים סיבולת יכול לקפוץ מן חיידק אדמה אל פתוג אנושי, או מטבוליים יכול להיות משותף בין חיידקים סימביוטיים לבין חיידקים מימיים של עץ נטוי הם בעיקר.

HGT נפוץ ביותר בסביבות עם דחיות מיקרוביאליות גבוהות, כגון המעי האנושי, אדמה, ביו-סרטים ומערכות אקולוגיות ימיות. תחת לחצים סלקטיביים כמו חשיפה לאנטיביוטיקה, הגבלה תזונתית, או מתח חמצן, שיעור העברת הגנים יכול להגדיל באופן דרמטי. גמישות זו מאפשרת לקהילות מיקרוביאליות להסתגל באופן קולקטיבי, שיתוף גנים מועילים כמו כלי משותף, אך לא כל הגנים המועילים יכולים להיות מסלקים או אפילו להיות מנוצלים של חומרים, אם הם בעלי יכולת הפעלה מהירה של פעילות גופנית, או אפילו לא טובה, אם הם, או לא יכולים להיות מנוצלים, או אפילו, או אפילו, אם הם, אם הם, או לא יכולים להיות מנוצלים, או אפילו, או אפילו, או לא יכולים להיות בעלי יכולת, או לא, אם הם, או אפילו, או לא, או אפילו, אם הם, או לא, או אפילו, או אפילו, או לא, או, או לא, הם, או, או, אם הם, או לא, או, הם, הם יכולים להיות בעלי יכולת תחזוקה גנטית, או, או אחרת, אם הם, הם, הם, הם יכולים להיות מנוצלים, הם, הם, הם, הם, הם, הם, הם יכולים להיות מנוצלים באופן דרמטי, אם הם

מכניזם של העברה של Genetal Gene transfer

שלושת המנגנונים הקנטוןיים של HGT - טרנספורמציה, ניכוי והדבקה - לכל אחד יש מכונות מולקולריות נפרדות והקשרים אקולוגיים.הבנת תהליכים אלה היא קריטית לחיזוי התפשטות הגנים ההתנגדות, תכנון כלי ביולוגיה סינתטיים, ופרש דפוסים אבולוציוניים.

טרנספורמציה: עלייה ב- DNA סביבתי

(השינוי הטבעי הוא העליה הפעילה של DNA חופשי מהסביבה על ידי תא חיידקי מוכשר.חיידקים רבים, כולל חיידקים רבים,0Bacillus subtilisFLT:1,FLT:2Streptocococcus ריאות (ראהים) כולל חיידקים מטבוליים, ו-FLT:4Neisseria GorhoeaeFLT:5, לפתח יכולת מסוימת, כגון גנים מחוסנים, אם כי הם בעלי טווח גנטי גבוה, או כרומוזום, אם כי הם בעלי יכולת גבוהה, או כרומוזום, אם כי הם בעלי טווח גנטי, או כרומוזום, אם הם בעלי טווח גנטי, אם כי הוא גבוה, אם הם בעלי טווח גנטי, או אסטרוגן, או אסטרוגן, אם הם בעלי טווח גנטי, או גנטיקה, או גנטיקה, או אסטרוגן, אם כיפת, אם כיפת, אם כי הוא מספיק, 000, 000, 000, אם כי הוא מופעלים, אם כי הוא מופעלים, אם הם בעלי טווח גנטי, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, אם כי הם, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000,

העברה ג'ין על ידי Bacteriophages

(ב) קטינים - וירוסים שמדביקים חיידקים - יכולים לצרף DNA לתוך הכנפיים שלהם במהלך מחזור lytic. כאשר חלקיקים אלה phage להדביק מארח חיידקי חדש, הם מזריקים את ה- DNA הזר, אשר עשוי להיות recombined לתוך הגנום של ה-HNUMFed במיוחד כאשר ניתן להעביר גנים טבעיים של LT7D (למשל, כאשר זרם גנים של אסטרוגן) הוא זרם גנים מ-ficgic) של phigic, במיוחד, במיוחד, כאשר הוא זרם גנים של phigancgic.

העברה ישירה של תאים אל-קל

(ההעברה ישירה של DNA מתורם לתא המקבל באמצעות מבנה מיוחד הנקרא ⁇ או גשר של זיהום; התהליך בדרך כלל מחובר על ידי plasmidsive או contegrative conjugative אלמנטים קליניים (ICE) של תא התורם מסונתזת פילוס אשר מצורף לנמען, ולהפחית אנזימים אנזימים של DNA שמקורם בגנים שונים (Firi) לאחר שבתוך LT5mcreme) הוא אחד מהם הוא אחד (מפרקים) בין ה- 1 ו-(Fal) אשר ניתן לעבור את ה-D.

מכניזם נוסף: מערכות חשאיות ו- Vesicles

מעבר לטריאנו הקלאסי, החוקרים זיהו מסלולים אחרים של העברת גנים.סוג IV מערכות (T4SS) משמשים על ידי חיידקים מסוימים כדי להעביר DNA ישירות לתוך תאי היעד, טשטש את הקו בין הדבקה ופרשת מיוחדת. Outer membrane vesicles (OMVs) המיוצר על ידי חיידקים דקדוקיים, RNA, ותכנים אחרים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 000 000 000 ⁇ , 000, 000) המיוצרים, 000, 000, 000 000 000 000 000 000 000 000, 000) המיוצרים, 000 ⁇ , 000) המיוצרים, 000 ⁇ , 000, 000 ⁇ , 000 000 000 ⁇ , 000 ⁇ , 000) מיוצר על ידי חיידקים NV) המיוצר על ידי חיידקים NV) המיוצר על ידי חיידקים NCR, 000 מוקדם יותר, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 ⁇ , 000 ⁇ , 000 000 000 000 000 000 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

ההשפעה של העברה גנטית Horizontal על התפתחות מיקרוביאלית

HGT מאיצה את האבולוציה על ידי מתן גישה מיידית לפונקציות מראש. במקום לחכות למוטציות מועילות להתעורר לאורך דורות רבים, אוכלוסייה חיידקית יכולה לרכוש מסלול מטבולי חדש או קאסט של עמידות מרובה תרופות במקרה של העברה אחת.זה יש השלכות עמוקות על התפתחות מיקרוביאלית, אקולוגיה ובריאות האדם.

התנגדות אנטיביוטית: משבר עולמי שהודלק על ידי HGT

(הופנה מהדף [[1924]]]]]] [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

Pathogenicity ו-Virulence Factor Acquisition

(ג'וגנים חיידקיים רבים חייבים את הווירטואליותם לגנים שנרכשו באמצעות איי HGT. Pathogenic (PAIs) – אזורים גנומיים שלעתים קרובות מופצים על ידי אלמנטים ניידים – מכילים אשכולות של רעלים גרוטנים, דבקים, מערכות חשאיות, וגורמים אחרים של סגסוגת נגיפית (FLT:0Vibrio LTaephigital) ל-HSTFulice (Fulice) היה ככל הנראה ל-Fulice) ל-Fulice) ל-Hracrexercocrexertangine (החליפה (החומרים רעילים) LT) LT2 (היפונקציה) LT) LT) LT) LT) LT2 (Frosttogic) LT) LT2 (Frosttogic) LT) ל-Frosd) LT) , לדוגמה, לדוגמה, לדוגמה, לדוגמה, לדוגמה, לדוגמה, ל-Fvgolcruphcruphcross) של מחלות נוגדת חומרים רעילהאפקטיבי תיבות של חלבון ה-Factus) של חלבון ה-Fv

חדשנות מטאבולית ו- Niche הסתגלות

HGT מאפשר מיקרובים ליישב נישות חדשות על ידי רכישת יכולות מטבוליות מאורגניזמים אחרים.לדוגמה, חיידקי אדמה לעתים קרובות להחליף אנזימים ⁇ עבור degrading xenobiotic תרכובות כמו פוליצ'ורידיד biphenyls (PCBs) או חומרי הדברה. בסביבה הימית, החלפת גנים פונקציונליים עבור חלבונים הקשורים לפוטוסינתזה בין cyanobacteria לבין גנים אחרים טבוליים, אשר לעתים קרובות יכול להיות מסוגל להחליף את החלבון מיקרוסקופי של חיידקים מורכבים כגון אלה.

השפעה על עץ החיים והמינים

HGT מאתגר את ההבנה המסורתית של עצי הפילוגנטית רק כמשקף את הירידה האנכית.בגנום חיידקי וארכיאולוגי, בעוד גנים רבים הקשורים להיסטוריה אבולוציונית שונה, מה שמוביל למה שמכונה רפרטואר פיזיקלנטי (למשל, גנים חיוניים עשויים להיות תורשתיים, בעוד שגנים מטבוליים והתנגדות מחליפים לעתים קרובות אופקיים את הרעיון של "אתר של חיים השוואתיים" או "מולקולות" של גנום" של גנום קטן מאוד, אבל הם אטומים של גנים שונים של גנים מסוימים, אבל הם לעתים קרובות.

גילוי וניתוח של העברה של Gene Horizontal

כלים מודרניים וביונולוגיים פיתחו את גילוי החוקרים HGT משתמשים במספר גישות משלימות כדי לזהות גנים המועברים ולפרור את מקורם ותפקידם.

ניתוח חיזוי

DNA זר לעתים קרובות שונה מהגנום המארח בהרכב נוקלאודי – כגון תוכן GC, הטיה לשימוש קונדון, או תדרי dinucleotide. Anomalous עם הרכב שונה משמעותית מהממוצע הגנומי הם מעוותים כמועמדים פוטנציאליים HGT. לדוגמה, האיים פתוגניים ב-AT-rich ב-FLT:0E coliLTFreatrated:1 נגד תוכן מודרני יותר, יכול להפוך את הגנום הקדום, אך יעיל יותר, אך הוא הופך להיות מתאים יותר, אך ורק לזמן הגנום.

גישות פיזיולוגיות

העדות הסופית ביותר של HGT מגיעה מדלקת ריאות פילוגנטית: כאשר עץ גן ניגודים חזק עם העץ מפוסל מסמן חזקים כמו 16S rRNA או חלבוני ribosomal. אם גן מקבץ אחד עם הומולוגים מקבוצות קשורות מרחוק, HGT הוא הסביר.

שיטות ניסוייות

במעבדה, HGT ניתן ללמוד על ידי מעקב אחר העברת אלמנטים גנטיים מסומנים בין זנים תורמים ונמען. פלואורסנט כתבים וסמלי התנגדות אנטיביוטית מאפשרים לכמת תדרי העברה בתנאים שונים. ריצוף של דגימות סביבתיות (למשל, מקרקע, אוקיאנוס, או מעיים אנושיים) יכול ללכוד את אירועי HGT בקהילות טבעיות.

דרישות העברה של Genetransfer בביוטכנולוגיה ורפואה

המנגנונים וההשלכות של HGT אינם רק עניין בסיסי, אלא גם מספקים כלים ואתגרים לתחומים החלים.

Gene Delivery and Synthetic Biology

ההדבקה והטרנספורמציה משמשים באופן שגרתי כדי להציג DNA חוזר לחיידקים להנדסת גנטית. Broad-host-range conjugative plasmids מאפשר העברת של אשכולות גנים ביוסינתזה לאורגניזמים רלוונטיים תעשייתיים כמו FLT:0Pseudomonas putidaFLT:1 או FLT:2StreptomycesofFLT 3 בביולוגיה סטנדרטית, לעתים קרובות ליצור מחסומים סטנדרטיים יותר של CIS-RIS-RIS.

המאבק נגד האנטיביוטיקה

הידע של HGT ניתן לרתום להפצת התנגדות נגדית.לדוגמה, מולקולות קטנות המעכבות את ההדבקה (למשל, deoxyguanosine אנלוגיות) נחקרו כדי לחסום את התפשטות של plasmids ההתנגדות בהגדרות קליניות. Probiotics המונדסים לשאת CRISPR-Cas מערכות מיקוד גנים מסוימים התנגדות ניתן להשתמש כדי להפוך את התפשטות ההתנגדות במיקרו-ביוטיקה, בנוסף לאלמנטים אחראים להתקפות של גנים.

רפואה אבולוציונית ו- Pathogen Tracking

מעקב אחר אירועי HGT בחיידקים פתוגניים מסייע לדמיולוגיסטים להבין כיצד התפרצויות מתעוררות וכיצד גורמים לvirulence להתפשט. Whole-genome ריצוף של בידוד קליני בשילוב עם ניתוח פילוגנטי יכול לזהות העברות גנים עדכניות ולצפות את הופעתם של זנים חדשים עמידים בסמים.מידע זה משמש כדי להנחות אמצעי בקרה ותכניות ניהול נוגדנים.

מסקנה

העברת גנים Horizontal היא אבן הפינה של genomics מיקרוביאלי, המאפשרת התפשטות מהירה של חידושים גנטיים על פני אורגניזמים מגוונים.מהופעת התנגדות אנטיביוטית ופתוגניות לאבולוציה של מסלולים מטבוליים ועיצוב של מערכות אקולוגיות שלמות, HGT יש השלכות עמוקות על ביולוגיה ורפואה. כמו טכנולוגיות ריצוף ממשיכות להתקדם ו metagenomic להרחיב, הערכתנו של הגנים האופקיים וההבנה של עולם של דינמיקה זו בלבד, לא רק את תחומי החיים הדינמיקה של אלגוריתמים של אלגוריתמים הפנימיים שלנו, היא רק אלגוריתמים, ולא רק להעמיק את תחומי עניין מדעי הרוחב-ה.