क्षैतिज जीन स्थानांतरण या पार्श्व जीन स्थानांतरण जीवों के बीच आनुवंशिक सामग्री है, जो परिवारों में नहीं होती के आदान-प्रदान है। यह घटना एक ही पीढ़ी के व्यक्तियों के बीच होती है और एककोशिकीय या बहुकोशिकीय प्राणियों में हो सकती है।
क्षैतिज स्थानांतरण तीन मुख्य तंत्रों के माध्यम से होता है: संयुग्मन, परिवर्तन और पारगमन। पहले प्रकार में, लंबे डीएनए टुकड़ों का आदान-प्रदान संभव है, जबकि अंतिम दो में स्थानांतरण आनुवंशिक सामग्री के छोटे खंडों तक सीमित है।
एक जीवाणु। इन जीवों में टीएचजी आम है। स्रोत pixabay.com
विपरीत अवधारणा ऊर्ध्वाधर जीन स्थानांतरण है, जहां आनुवांशिक जानकारी किसी जीव से उसके वंश तक गुजरती है। यह प्रक्रिया यूकेरियोट्स, जैसे पौधों और जानवरों में व्यापक है। इसके विपरीत, क्षैतिज हस्तांतरण सूक्ष्मजीवों में आम है।
यूकेरियोट्स में, क्षैतिज स्थानांतरण आम नहीं है। हालांकि, इस घटना के आदान-प्रदान का सबूत है, जिसमें मनुष्यों के पूर्वज भी शामिल हैं, जिन्होंने वायरस के माध्यम से कुछ जीन प्राप्त किए हैं।
क्षैतिज जीन स्थानांतरण क्या है?
प्रजनन के दौरान, यूकेरियोटिक जीव एक पीढ़ी से अपने वंश (बच्चों) को एक प्रक्रिया में उत्तीर्ण करते हैं जिसे ऊर्ध्वाधर जीन हस्तांतरण के रूप में जाना जाता है। प्रोकैरियोट्स भी इस कदम को करते हैं, लेकिन अलैंगिक प्रजनन के माध्यम से विखंडन या अन्य तंत्रों के माध्यम से।
हालांकि, प्रोकैरियोट्स में आनुवंशिक सामग्री के आदान-प्रदान का एक और तरीका है जिसे क्षैतिज जीन स्थानांतरण कहा जाता है। यहां, डीएनए के टुकड़ों का एक ही पीढ़ी के जीवों के बीच आदान-प्रदान किया जाता है और एक प्रजाति से दूसरे में पारित किया जा सकता है।
क्षैतिज स्थानांतरण बैक्टीरिया के बीच अपेक्षाकृत आम है। ऐसे जीन का उदाहरण लें, जो एंटीबायोटिक दवाओं के प्रतिरोध का कारण बनते हैं। ये महत्वपूर्ण डीएनए टुकड़े विभिन्न प्रजातियों के बैक्टीरिया के बीच सामान्य रूप से स्थानांतरित होते हैं।
इन तंत्रों में संक्रमण का इलाज करते समय महत्वपूर्ण चिकित्सा जटिलताओं को शामिल किया जाता है।
तंत्र
तीन मौलिक तंत्र हैं जिनके द्वारा क्षैतिज हस्तांतरण द्वारा डीएनए का आदान-प्रदान किया जा सकता है। ये संयुग्मन, परिवर्तन और पारगमन हैं।
विकार
संयुग्मन के माध्यम से जीन स्थानांतरण एकमात्र प्रकार है जिसमें दो बैक्टीरिया के बीच सीधा संपर्क शामिल है।
हालांकि, लैंगिक प्रजनन (जहां आमतौर पर शामिल जीवों के बीच एक संपर्क होता है) के माध्यम से जीन एक्सचेंज से इसकी तुलना नहीं की जानी चाहिए, क्योंकि प्रक्रिया बहुत अलग है। मुख्य अंतरों में अर्धसूत्रीविभाजन की अनुपस्थिति है।
संयुग्मन के दौरान, एक जीवाणु से दूसरे जीवाणु तक आनुवंशिक सामग्री का मार्ग पिली नामक संरचना द्वारा स्थापित भौतिक संपर्क से होता है। यह एक कनेक्टिंग ब्रिज के रूप में काम करता है, जहां एक्सचेंज होता है।
हालांकि बैक्टीरिया लिंगों में अंतर नहीं करते हैं, जो जीव एक छोटे से परिपत्र डीएनए को वहन करता है जिसे फैक्टर एफ (प्रजनन क्षमता एफ) के रूप में जाना जाता है, जिसे "पुरुष" के रूप में जाना जाता है। ये कोशिकाएं संयुग्मन के दौरान दाता होती हैं, सामग्री को किसी अन्य कोशिका में पारित करती है जिसमें कारक की कमी होती है।
फैक्टर एफ डीएनए में लगभग 40 जीन होते हैं, जो यौन कारक की प्रतिकृति और यौन पिली के संश्लेषण को नियंत्रित करते हैं।
संयुग्मन प्रक्रिया का पहला साक्ष्य लेडरबर्ग और टाटम प्रयोगों से आता है, लेकिन यह बर्नार्ड डेविस थे जिन्होंने अंत में प्रदर्शन किया कि हस्तांतरण के लिए संपर्क आवश्यक था।
परिवर्तन
परिवर्तन में एक मेजबान बैक्टीरिया के करीब पर्यावरण में पाए जाने वाले नग्न डीएनए अणु को लेना शामिल है। डीएनए का यह टुकड़ा एक अन्य जीवाणु से आता है।
इस प्रक्रिया को स्वाभाविक रूप से अंजाम दिया जा सकता है, क्योंकि बैक्टीरिया आम तौर पर परिवर्तन से गुजरते हैं। इसी तरह, परिवर्तन को प्रयोगशाला में जीवाणुओं को बल देने के लिए सिम्युलेटेड किया जा सकता है ताकि बाहर पाए जाने वाले ब्याज के डीएनए को लेने के लिए मजबूर किया जा सके।
सैद्धांतिक रूप से, डीएनए का कोई भी टुकड़ा लिया जा सकता है। हालांकि, छोटे अणुओं को शामिल करने के लिए प्रक्रिया देखी गई है।
पारगमन
अंत में, पारगमन तंत्र एक फेज (वायरस) के माध्यम से होता है जो एक दाता जीवाणु से डीएनए को प्राप्तकर्ता तक पहुंचाता है। पिछले मामले की तरह, हस्तांतरित डीएनए की मात्रा अपेक्षाकृत कम है, क्योंकि वायरस की डीएनए ले जाने की क्षमता सीमित है।
आमतौर पर, यह तंत्र बैक्टीरिया के लिए प्रतिबंधित है जो phylogenetically करीब हैं, क्योंकि डीएनए को वहन करने वाले वायरस को सामग्री को इंजेक्ट करने के लिए बैक्टीरिया पर विशिष्ट रिसेप्टर्स से बांधना चाहिए।
उदाहरण
एंडोन्यूक्लाइजेस एंजाइम होते हैं जो एक पॉली न्यूक्लियोटाइड श्रृंखला के भीतर फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड को तोड़ने की क्षमता रखते हैं, इसलिए - उन्हें "एंडो" के रूप में जाना जाता है। ये एंजाइम कहीं भी नहीं कटते हैं, उनके पास ऐसा करने के लिए विशिष्ट साइटें हैं, जिन्हें प्रतिबंध साइट कहा जाता है।
एंजाइमों इकोरी (ई। कोली में) और आरएसआरआई (रोडोबैक्टर स्पैरोइड्स में) के लिए एमिनो एसिड अनुक्रम लगभग 300 अमीनो एसिड अवशेषों का एक अनुक्रम है, जो एक दूसरे के लिए 50% समान हैं, स्पष्ट रूप से एक करीबी विकासवादी रिश्तेदारी का संकेत देते हैं।
हालांकि, अन्य आणविक और जैव रासायनिक विशेषताओं के अध्ययन के लिए धन्यवाद, ये दो बैक्टीरिया बहुत अलग हैं और फाइलेगनेटिक दृष्टिकोण से बहुत कम संबंधित हैं।
इसके अलावा, जीन जो कि एंजाइम इकोरी के लिए कोड है, बहुत विशिष्ट कोडन का उपयोग करता है जो सामान्य रूप से ई। कोलाई द्वारा उपयोग किए जाने वाले से अलग हैं, इसलिए यह संदेह है कि जीन इस जीवाणु में उत्पन्न नहीं हुआ था।
विकास में क्षैतिज जीन स्थानांतरण
1859 में, ब्रिटिश प्रकृतिवादी चार्ल्स डार्विन ने प्राकृतिक चयन के माध्यम से अपने विकास के सिद्धांत के साथ जैविक विज्ञान में क्रांति ला दी। अपनी प्रतिष्ठित पुस्तक, द ओरिजिन ऑफ स्पीशीज़ में, डार्विन ने प्रजातियों के बीच वंशावली संबंधों को चित्रित करने के लिए जीवन के वृक्ष के रूपक का प्रस्ताव रखा है।
आज, फ़ाइलॉन्जिस इस रूपक का एक औपचारिक प्रतिनिधित्व है, जहां यह माना जाता है कि आनुवांशिक जानकारी का संचरण लंबवत रूप से होता है - माता-पिता से बच्चों तक।
हम इस दृष्टि को बहुकोशिकीय जीवों के लिए बड़ी असुविधा के बिना लागू कर सकते हैं और डार्विन के प्रस्ताव के अनुसार, हम एक शाखा पैटर्न प्राप्त करेंगे।
हालांकि, फ्यूजन के बिना शाखाओं का यह प्रतिनिधित्व सूक्ष्मजीवों पर लागू करना मुश्किल है। विभिन्न प्रोकैरियोट्स के जीनोम की तुलना करते समय, यह स्पष्ट है कि वंशावली के बीच व्यापक जीन स्थानांतरण है।
इस प्रकार, रिश्तों का पैटर्न एक नेटवर्क की तरह अधिक होता है, जिसमें एक साथ जुड़ी और जुड़ी हुई शाखाएं होती हैं, जो क्षैतिज जीन स्थानांतरण की व्यापकता के लिए धन्यवाद है।
संदर्भ
- गोगार्टन, जेपी, और टाउनसेंड, जेपी (2005)। क्षैतिज जीन स्थानांतरण, जीनोम नवाचार और विकास। प्रकृति की समीक्षा माइक्रोबायोलॉजी, 3 (9), 679।
- कीलिंग, पीजे, और पामर, जेडी (2008)। यूकेरियोटिक विकास में क्षैतिज जीन स्थानांतरण। प्रकृति समीक्षा आनुवंशिकी, 9 (8), 605।
- पियर्स, बीए (2009)। आनुवंशिकी: एक वैचारिक दृष्टिकोण। पैनामेरिकान मेडिकल एड।
- रसेल, पी।, हर्ट्ज़, पी।, और मैकमिलन, बी (2013)। जीव विज्ञान: गतिशील विज्ञान। नेल्सन एजुकेशन।
- सुंबाली, जी।, और मेहरोत्रा, आरएस (2009)। सूक्ष्म जीव विज्ञान के सिद्धांत। मैकग्रा-हिल।
- सीवान, एम।, और काडो, सीआई (2001)। क्षैतिज जीन स्थानांतरण। अकादमिक प्रेस।
- टोर्टोरा, जीजे, फंक, बीआर, और केस, सीएल (2007)। सूक्ष्म जीव विज्ञान का परिचय। पैनामेरिकान मेडिकल एड।