垂直的遺伝子導入と水平的遺伝子導入の違いとは?

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垂直的遺伝子伝達と水平的遺伝子伝達の大きな違いは、垂直的遺伝子伝達が親生物からDNAを受け継ぐのに対し、水平的遺伝子伝達は無関係な生物からDNAを獲得することである

さらに、垂直的な遺伝子移動は生殖によって起こるのに対し、水平的な遺伝子移動は形質転換、形質導入、またはバクテリアの抱合によって起こる。

垂直的遺伝子伝達と水平的遺伝子伝達は、生物間で機能的な遺伝子を交換する遺伝子伝達の2つのメカニズムです。

遺伝子治療の発展の基礎となるものです。

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垂直的遺伝子導入とは?

垂直的遺伝子移入とは、生殖によって親生物から子生物に遺伝物質が移動することである

生殖方法には有性生殖と無性生殖の2種類があります。

有性生殖では、減数分裂により、親細胞の染色体数が半分になった配偶子が作られる。

その後、受精により配偶子が融合することで、親細胞の染色体数が正確に復元される。

例えば、配偶子には雄性配偶子と雌性配偶子の2種類があります。

雄性配偶子は父性由来であり、雌性配偶子は母性由来です。

従って、有性生殖では、2つの異なる親生物に属する遺伝物質が組み合わされる。

従って、有性生殖は遺伝的変異を増加させる。

図1: 遺伝子の垂直移動と水平移動

一方、無性生殖の場合、親細胞から新しい細胞を作り出すのは有糸分裂の役割です。

この場合、娘細胞は親細胞と全く同じ数の染色体を持つ。

有性生殖とは異なり、無性生殖では、親と同じ形質を持つ子供が生まれるため、遺伝子の多様性は増えない。

遺伝子水平移動とは

遺伝子水平移動とは、遺伝情報の移動のことである

抗生物質耐性菌の拡散の主な原因となっている。

遺伝子の水平伝播には、形質転換、形質導入、菌体結合の3つのメカニズムがあります。

形質転換では、細菌は周囲の環境から外来DNAを取り込むことができる。

形質転換では、バクテリオファージや細菌ウイルスを用いて遺伝情報の伝達が行われる。

一方、細菌間の結合では、細菌が毛細管を通じて他の細菌に直接遺伝子を伝達する。

また、トランスポーザブルエレメントを含む可動性DNAエレメントは、遺伝子を拾い上げて染色体やプラスミドに挿入することができる。

垂直的遺伝子導入と水平的遺伝子導入の類似性

  • 生物間の遺伝子伝達の仕組みとして、垂直的遺伝子伝達と水平的遺伝子伝達の2種類があります。
  • また、両者とも遺伝的変異を増加させることができる。
  • また、両者とも遺伝的変異を増加させることができる。

垂直的遺伝子導入と水平的遺伝子導入の違い

定義

垂直的遺伝子導入とは、親生物から子生物へ遺伝物質が伝達されることである

水平的遺伝子伝達とは、生物が形質転換、形質導入、菌体結合によって遺伝情報を獲得することをいい、例えば、親ではない、典型的には異なる種に属する生物からウイルスの仲介で遺伝情報を獲得することである

したがって、これが垂直的遺伝子移入と水平的遺伝子移入の主な違いです。

関連性

垂直的遺伝子伝達と水平的遺伝子伝達の重要な違いは、垂直的遺伝子伝達が親から子へ起こるのに対し、水平的遺伝子伝達は無関係な生物間で起こるという点です。

子孫

また、垂直的遺伝子移動は子孫を残すが、水平的遺伝子移動は子孫を残さず、2つの成体間で起こるものです。

これも垂直的遺伝子伝達と水平的遺伝子伝達の違いです。

自然界のメカニズム

垂直的遺伝子伝達と水平的遺伝子伝達のもう一つの違いは、垂直的遺伝子伝達が無性生殖または有性生殖によって起こるのに対し、水平的遺伝子伝達は形質転換、トランスダクション、バクテリアコンジュゲーションによって起こるという点です。

遺伝子の導入量

さらに、垂直的遺伝子移動はゲノム全体を移動させるが、水平的遺伝子移動は少ない遺伝子のみを移動させる。

重要性

さらに、垂直的遺伝子伝達と水平的遺伝子伝達の違いは、垂直的遺伝子伝達が親の形質を子孫に遺伝させるのに対し、水平的遺伝子伝達は成体生物に新しい形質を導入することである

結論

垂直的遺伝子移入とは、生殖の際に親の遺伝子が子孫に受け継がれることである

垂直的遺伝子導入では、全ゲノムに相当する大量のDNAが娘生物に移される。

一方、水平方向の遺伝子移動は、ある成体生物から別の成体生物にいくつかの遺伝子が移動することである

ここで、これらの成体生物は血縁関係にない。

これによって、受け手に新しい形質が導入される。

したがって、垂直的遺伝子移入と水平的遺伝子移入の主な違いは、関与する生物の種類、プロセス、および移入されるDNAの量です。

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