Gén az átvitel idegen genetikai anyag mesterséges vagy természetes átvitelét jelenti a megtermékenyített petesejtbe. Pontosabban, az egyes gének a donor organizmusból a befogadó szervezetbe kerülnek. Különbséget tesznek vízszintes és függőleges között gén átruházás. Gén az átvitel történhet transzformációval, konjugációval vagy transzfekcióval. A technikai módszerek például a mikroinjekció vagy a biolisztikus módszer, más néven „génpuska”.
Mi a géntranszfer?
A géntranszfer idegen genetikai anyag mesterséges vagy természetes átvitelét jelenti a megtermékenyített petesejtbe. A horizontális géntranszfer olyan folyamat, amelyben a genetikai anyagot nemi szaporodási utak nélkül és a fajok határaitól függetlenül veszik fel vagy továbbítják. Ebben a folyamatban egy meghatározott tulajdonságú gént vezetnek be a genomba, és ott aktiválják. Pontosabban, ez azt jelenti, hogy a genetikai anyag nem kerül át a származási vonal mentén, míg a vertikális géntranszfer az ősökön keresztül következik az utódokhoz. Az evolúciós elméletben a horizontális géntranszfer magyarázatot ad például olyan mikroorganizmusok megjelenésére, amelyeket erős evolúciós ugrások jellemeznek. Függőleges átvitel, amelyben kórokozók fertőzött nemzedék genetikai anyagán keresztül jutnak tovább egy másik generációhoz, meg kell különböztetni ettől, mint speciális formától. Mikroorganizmusokban és gerinctelenekben a horizontális transzfert dokumentálják. Között baktériumokpéldául ellenálló gének antibiotikumok terjedés. Wolbachiában baktériumokmásrészt egy teljes genom átkerül a gyümölcslégy sejtjeibe, még akkor is, ha később csak a gének egy része vesz át bizonyos funkciókat. A tansgenikus DNS sejten kívüli gyors lebomlása miatt a mikrobiológiai faunában nem valószínű, hogy vízszintes géntranszfer történik. Leginkább a laboratóriumban zajlik. Különböző ellenállások megjelenése azonban kórokozók önmagában adhat információt a természetesen előforduló géntranszferről. Ilyen géntranszfert mutattak ki például az Agrobacterium tumefaciens talajbaktériumban, amely képes a DNS-t növényi sejtekbe átvinni. Ezt a folyamatot először a belga molekuláris biológusok, Marc Van Montagu és Jozef Schell írták le 1983-ban, valamint a Gram -negatív Bartonella henselae bot baktérium, amely képes a DNS-t eukarióta sejtekbe átvinni saját transzport rendszerén keresztül. A vertikális géntranszfer viszont egy kereszteződés, amely két egyed vagy növény között szexuális alapon megy végbe, amelynek során a géneket továbbadják a következő generációknak. Ezután a függőleges vonal mentén történő átvitelről beszélünk. Például, ha transzgénikus és nem transzgénikus növényeket keresztezünk, a nem transzgén növények is felveszik a gének konstrukcióit. Hasonlóképpen lehet a továbbadás kérdése is kromoszómák amelyek génhibákkal rendelkeznek. A mikroorganizmusokban a DNS utódok öröklődését vertikális transzmissziónak nevezzük. Ez a kifejezés viszont a továbbadását is leírja kórokozók alatt terhesség, a születési folyamat és az anya születése után a gyermek számára. Fertőző betegségek itt előfordulhat, pl rubeola vagy HIV.
Funkció és feladat
In géntechnika, a horizontális géntranszfer segítségével génmódosított organizmusokat lehet létrehozni. A folyamat számos módszert foglal magában, az adott módosítástól függően, például hogy prokarióta vagy eukarióta-e. Az előbbi olyan szervezetekre vonatkozik, amelyek nem rendelkeznek sejtmaggal. Ezek pl baktériumok, pontosabban eubacteriumok és archaebacteriumok. Magas biológiai alkalmazkodóképesség és egyszerű morfológia jellemzi őket, nincsenek mitokondriumA citoplazmában szabadon levő genom komplex extracelluláris mátrixgal és további DNS-sel rendelkezik. Ennek megfelelően az eukarióták olyan sejtek, amelyeknek van magjuk, és amelyek magot tartalmazó kezdeti sejtekből fejlődnek ki. Ezek viszont lehetnek spórák vagy zigóták. A zigóta egy diploid sejt, amely egy petesejtből és sperma sejt. A spórák egy- vagy többsejtű mikroorganizmusok, amelyek nagy ellenálló képességgel rendelkeznek a környezeti hatásokkal szemben. A prokariótákban transzformáció, transzdukció és konjugáció történik; eukariótákban transzfekció történik. Transzdukció során a DNS-fragmenseket két baktérium között bakteriofágokkal történő fertőzéssel viszik át. A konjugáció során a DNS egyik baktériumról a másikra kerül. Még donortól fogadóig fajhatárokon túl. A donorként működő baktériumok rendelkeznek az F faktorral, amely elsősorban a konjugációt teszi lehetővé. Plazmahíd segítségével kapcsolat jön létre a baktériumok között, és a donor átadja a plazmidot a befogadónak. Az átalakulás viszont a szabad DNS baktériumok általi felvétele.
Betegségek és rendellenességek
A kutatók most be tudták mutatni, hogy az emberi genetikai anyag nemcsak vertikális géntranszfer útján került egyik generációról a másikra, hanem az emberek az evolúció során a baktériumoktól is átvették. Így több mint száz mikroorganizmusból származó gén került vízszintes géntranszfer útján az emberi genomba. A kutatás eredménye először 2001-ben keltett felkelést, de még mindig ellentmondásosnak tartották. Az évek előrehaladtával végül egy szélesebb körű genom-adatbázis vált elérhetővé, és brit tudósok összehasonlították a gyümölcslégyfajok, főemlősök, különféle fonálférgek és emberek génjeit a mikroorganizmusok örökletes anyagával. Emberek esetében az eredmény 145 gén volt, amelyek a mikrobiális világból származtak, és amelyek fontos funkciókat is ellátnak, például részt vesznek a zsír anyagcserét vagy különféle immunreakciókban. Ilyen vízszintes géntranszfer valószínűleg akkor történt, amikor a különböző fajok még nem oszlottak szét. Ezzel szemben a fonálférgekben és a gyümölcslegyekben a géntranszfer ebben a formában ma is fennáll. Azt azonban még nem sikerült tisztázni, hogy az ilyen baktériumok hogyan csempészhetők be az emberi genomba. Az egyik lehetséges magyarázat az vírusok, amely szállítóként szolgálhatott. Általánosságban elmondható, hogy a géntranszfer pozitív hatással lehet a Egészség azáltal, hogy immunitá teszi őket a külső érzékenységre, de ennek az ellenkezője is előfordulhat, amikor a kórokozók, mint a HIV esetében, átkerülnek egy másik szervezetbe.
