Gene pemindahan merujuk kepada pemindahan buatan atau semula jadi bahan genetik asing ke telur yang disenyawakan. Lebih tepat lagi, gen individu dipindahkan dari organisma penderma ke organisma penerima. Perbezaan dibuat antara mendatar dan menegak gen pemindahan. Gene pemindahan boleh berlaku dengan transformasi, konjugasi atau transfeksi. Kaedah teknikal, misalnya, suntikan mikro atau kaedah biolistik, juga disebut "gen gun".
Apakah pemindahan gen?
Pemindahan gen merujuk kepada pemindahan buatan atau semula jadi bahan genetik asing ke telur yang disenyawakan. Pemindahan gen mendatar adalah proses di mana bahan genetik diambil atau diteruskan tanpa laluan pembiakan seksual dan tanpa mengira batas spesies. Dalam proses ini, gen dengan sifat tertentu dimasukkan ke dalam genom dan diaktifkan di sana. Lebih tepatnya, ini bermaksud bahawa bahan genetik tidak dipindahkan sepanjang garis keturunan, sedangkan pemindahan gen menegak berlaku melalui nenek moyang kepada keturunan. Dalam teori evolusi, pemindahan gen mendatar memberikan penjelasan mengenai kemunculan mikroorganisma, misalnya, yang dicirikan oleh lompatan evolusi yang kuat. Transmisi menegak, di mana patogen diturunkan ke generasi lain melalui bahan genetik generasi yang dijangkiti, mesti dibezakan dari ini sebagai bentuk khas. Dalam mikroorganisma dan invertebrata, pemindahan mendatar didokumentasikan. Antara bakteria, misalnya, gen yang tahan terhadap antibiotik sebar. Di Wolbachia bakteriasebaliknya, seluruh genom dipindahkan ke dalam sel lalat buah, walaupun hanya beberapa gen yang kemudiannya mengambil alih fungsi tertentu. Kerana penguraian cepat DNA tansgenik di luar sel, pemindahan gen mendatar tidak mungkin berlaku pada fauna mikrobiologi. Selalunya ia berlaku di makmal. Namun, munculnya pelbagai rintangan dan patogen sahaja dapat memberikan maklumat mengenai pemindahan gen yang berlaku secara semula jadi. Pemindahan gen seperti itu telah ditunjukkan, misalnya, dalam bakteria tanah Agrobacterium tumefaciens, yang memiliki kemampuan untuk memindahkan DNA ke sel tumbuhan, suatu proses yang pertama kali dijelaskan oleh ahli biologi molekul Belgia, Marc Van Montagu dan Jozef Schell pada tahun 1983, dan di Gram -negatif batang bakteria Bartonella henselae, yang mampu memindahkan DNA ke dalam sel eukariotik melalui sistem pengangkutannya sendiri. Pemindahan gen menegak, pada gilirannya, adalah penyeberangan yang berlaku antara dua individu atau tumbuhan secara seksual, di mana gen diturunkan ke generasi berikutnya. Kami kemudian bercakap mengenai penghantaran sepanjang garis ketegangan. Sebagai contoh, jika tanaman transgenik dan bukan transgenik disilangkan, yang bukan transgenik juga mengambil struktur gen. Begitu juga, ia boleh menjadi masalah untuk diteruskan kromosom yang mempunyai kecacatan gen. Dalam mikroorganisma, pewarisan DNA kepada keturunan disebut transmisi menegak. Istilah ini, pada gilirannya, juga menggambarkan penyebaran patogen semasa mengandung, proses kelahiran dan selepas kelahiran oleh ibu kepada anak. Penyakit berjangkit boleh berlaku di sini, contohnya rubella atau HIV.
Fungsi dan tugas
In Kejuruteraan genetik, pemindahan gen mendatar digunakan untuk membuat organisma yang diubahsuai secara genetik. Proses ini melibatkan banyak kaedah bergantung pada pengubahsuaian tertentu, seperti apakah itu prokariota atau eukariota. Yang pertama merujuk kepada organisma yang tidak mempunyai inti sel. Ini adalah contohnya bakteria, lebih tepatnya eubacteria dan archaebacteria. Mereka dicirikan oleh penyesuaian biologi yang tinggi dan morfologi sederhana, tidak mempunyai mitokondria, genom bebas dalam sitoplasma, mempunyai matriks ekstraselular kompleks dan DNA tambahan. Oleh itu, eukariota adalah organisma yang mempunyai nukleus dan berkembang dari sel awal yang mengandungi nukleus. Ini, pada gilirannya, mungkin spora atau zigot. Zigot adalah sel diploid yang timbul dari telur dan sperma sel. Spora adalah mikroorganisma uniselular atau multiselular dengan daya tahan tinggi terhadap pengaruh persekitaran. Dalam prokariota, transformasi, transduksi, dan konjugasi berlaku; pada eukariota, transfeksi berlaku. Dalam transduksi, serpihan DNA dipindahkan antara dua bakteria melalui jangkitan dengan bakteriofag. Dalam konjugasi, DNA dipindahkan dari satu bakteria ke bakteria yang lain. Malah dari penderma hingga penerima melintasi batas spesies. Bakteria yang bertindak sebagai penderma mempunyai faktor F yang memungkinkan konjugasi di tempat pertama. Dengan menggunakan jambatan plasma, hubungan dibuat antara bakteria dan penderma memindahkan plasmid ke penerima. Transformasi, seterusnya, adalah pengambilan DNA bebas oleh bakteria.
Penyakit dan gangguan
Para penyelidik kini dapat menunjukkan bahawa bahan genetik manusia tidak hanya dipindahkan dari satu generasi ke generasi yang lain melalui pemindahan gen menegak, tetapi manusia juga menggunakannya dari bakteria selama evolusi. Oleh itu, lebih daripada seratus gen dari mikroorganisma memasuki genom manusia melalui pemindahan gen mendatar. Hasil penyelidikan pertama kali menimbulkan kekecohan pada tahun 2001, tetapi masih dianggap kontroversial. Seiring berjalannya tahun, pangkalan data genom yang lebih luas akhirnya tersedia, dan saintis Britain membandingkan gen dari spesies lalat buah, primata, pelbagai nematoda dan manusia dengan bahan keturunan dari mikroorganisma. Dalam kes manusia, hasilnya adalah 145 gen yang berasal dari dunia mikroba dan yang juga melakukan fungsi penting, seperti terlibat dalam metabolisme lemak atau dalam pelbagai reaksi imun. Pemindahan gen mendatar seperti itu mungkin berlaku pada ketika spesies yang berlainan belum berpisah. Sebaliknya, dalam nematoda dan lalat buah, pemindahan gen dalam bentuk ini masih wujud hingga kini. Namun, belum dapat menjelaskan bagaimana penyeludupan bakteria tersebut ke dalam genom manusia berlaku. Satu penjelasan yang mungkin adalah virus, yang boleh berfungsi sebagai pengangkut. Secara amnya, pemindahan gen boleh memberi kesan positif pada kesihatan organisma dengan menjadikannya kebal terhadap kerentanan luaran, tetapi sebaliknya juga boleh berlaku di mana patogen, seperti dalam kes HIV, ditularkan ke organisma lain.
