Trasferimento genico orizzontale
Il trasferimento genico orizzontale (HGT) (o trasferimento genico laterale) è qualsiasi processo in cui un organismo ottiene materiale genetico da un altro organismo senza essere la prole di quell'organismo.
Al contrario, il trasferimento verticale avviene quando un organismo ottiene materiale genetico dal suo antenato, ad esempio il suo genitore o una specie da cui si è evoluto.
La maggior parte del pensiero in genetica si è concentrato sul trasferimento verticale, ma c'è una crescente consapevolezza che il trasferimento genico orizzontale è un fenomeno significativo. Tra gli organismi unicellulari può essere la forma dominante di trasferimento genetico. Il trasferimento genico orizzontale artificiale è una forma di ingegneria genetica.
Meccanismo
Ci sono diversi meccanismi di trasferimento genico orizzontale:
- Trasformazione, l'alterazione genetica di una cellula risultante dall'introduzione, assorbimento ed espressione di materiale genetico estraneo (DNA o RNA). Questo processo è relativamente comune nei batteri, ma meno negli eucarioti. La trasformazione è spesso usata nei laboratori per inserire nuovi geni nei batteri per esperimenti o per applicazioni industriali o mediche.
- Trasduzione, il processo in cui il DNA batterico viene spostato da un batterio a un altro da un virus batterico (un batteriofago, o 'phage').
- Coniugazione batterica, un processo in cui una cellula batterica trasferisce materiale genetico a un'altra cellula per contatto tra cellule.
- Un agente di trasferimento genico o "GTA" è un elemento simile a un virus che contiene pezzi casuali del cromosoma dell'ospite. Si trovano nella maggior parte dei membri dell'ordine degli alfaproteobatteri Rhodobacterales. Sono codificati dal genoma dell'ospite. I GTA trasferiscono il DNA così frequentemente che possono avere un ruolo importante nell'evoluzione.
Un rapporto del 2010 ha scoperto che i geni per la resistenza agli
antibiotici potrebbero essere trasferiti dall'ingegneria GTAs in laboratorio. - Integroni, un "kit" batterico per il trasferimento di cassette geniche.
Storia
Il trasferimento genico orizzontale è stato descritto per la prima volta in Giappone in una pubblicazione del 1959 che dimostrava il trasferimento di resistenza agli antibiotici tra diverse specie di batteri.
A metà degli anni '80, Syvanen suggerì che il trasferimento genico laterale non solo aveva un significato biologico, ma era coinvolto nel modellare la storia evolutiva dall'inizio della vita sulla Terra.
"Sempre più spesso, gli studi di geni e genomi indicano che si è verificato un considerevole trasferimento orizzontale tra procarioti". Il fenomeno sembra aver avuto una certa importanza anche per gli eucarioti unicellulari. Come osservano Bapteste et al., "ulteriori prove suggeriscono che il trasferimento di geni potrebbe anche essere un importante meccanismo evolutivo nell'evoluzione dei protisti".
Ci sono alcune prove che anche le piante e gli animali superiori sono stati colpiti. Richardson e Palmer (2007) affermano che: "Il trasferimento genico orizzontale (HGT) ha giocato un ruolo importante nell'evoluzione batterica ed è abbastanza comune in alcuni eucarioti unicellulari. Tuttavia, la prevalenza e l'importanza dell'HGT nell'evoluzione degli eucarioti multicellulari rimane poco chiara".
Domande e risposte
D: Cos'è il trasferimento genico orizzontale?
R: Il trasferimento genico orizzontale è un processo in cui un organismo acquisisce materiale genetico da un altro organismo che non è la sua progenie.
D: In che modo il trasferimento genico orizzontale è diverso dal trasferimento verticale?
R: Il trasferimento verticale avviene quando un organismo riceve materiale genetico dal suo antenato, mentre il trasferimento genico orizzontale avviene quando un organismo acquisisce materiale genetico da un altro organismo che non è la sua progenie.
D: Su cosa si è concentrata la maggior parte delle riflessioni sulla genetica?
R: La maggior parte delle riflessioni in genetica si è concentrata sul trasferimento verticale.
D: Perché il trasferimento genico orizzontale è un fenomeno importante?
R: Il trasferimento genico orizzontale è un fenomeno significativo perché tra gli organismi unicellulari può essere la forma dominante di trasferimento genetico.
D: Che cos'è il trasferimento genico orizzontale artificiale?
R: Il trasferimento genico orizzontale artificiale è un tipo di ingegneria genetica che prevede il trasferimento deliberato di materiale genetico da un organismo a un altro.
D: Il trasferimento genico orizzontale può avvenire tra organismi di specie diverse?
R: Sì, il trasferimento genico orizzontale può avvenire tra organismi di specie diverse.
D: Tutti gli organismi sperimentano il trasferimento genico orizzontale?
R: No, solo alcuni organismi sperimentano il trasferimento genico orizzontale, in particolare gli organismi unicellulari.
