Transferência de gene

Debaixo de Transferência de gene refere-se à transferência artificial ou natural de material genético estranho para uma célula-ovo fertilizada. Mais precisamente, os genes individuais são transferidos de um organismo doador para um organismo receptor. É feita uma distinção entre transferência horizontal e vertical de genes. A transferência de genes pode ocorrer por transformação, conjugação ou transfecção. Os processos técnicos são, por exemplo, a microinjeção ou o método biolístico, também conhecido como “arma genética”.

O que é transferência de gene?

A transferência horizontal de genes é um processo no qual o material genético é absorvido ou transmitido sem vias reprodutivas sexuais e independentemente dos limites das espécies. Um gene com uma determinada propriedade é introduzido em um genoma e aí ativado. Mais precisamente, isso significa que o material genético não é transferido ao longo de uma linhagem, enquanto a transferência vertical de genes ocorre de ancestrais para descendentes.

Na teoria da evolução, a transferência horizontal de genes fornece uma explicação para o surgimento de, por exemplo, microorganismos que são caracterizados por grandes saltos no desenvolvimento. A partir disso, por sua vez, a transmissão vertical deve ser diferenciada como uma forma especial, por meio da qual os patógenos são transmitidos a outra por meio da constituição genética de uma geração infectada.

A transferência horizontal foi comprovada em microrganismos e invertebrados. Por exemplo, genes resistentes a antibióticos se espalham entre as bactérias. No caso da bactéria Wolbachia, por outro lado, um genoma inteiro é contrabandeado para as células de uma mosca da fruta, mesmo que apenas alguns dos genes mais tarde assumam certas funções.

Devido à rápida decomposição do DNA tansgênico fora de uma célula, é bastante improvável que a transferência horizontal de genes ocorra na fauna microbiológica. Quase sempre ocorre no laboratório. O surgimento de diferentes resistências e patógenos por si só poderia fornecer informações sobre uma transferência de genes que ocorre naturalmente.

Essa transferência de genes foi comprovada, por exemplo, na bactéria do solo "Agrobacterium tumefaciens", que tem a capacidade de transferir DNA para células vegetais, um processo que foi descrito pela primeira vez pelos biólogos moleculares belgas Marc Van Montagu e Jozef Schell em 1983, e em a bactéria gram-negativa "Bartonella henselae", que é capaz de transferir DNA para células eucarióticas através de seu próprio sistema de transporte.

A transferência vertical de genes, por sua vez, é um cruzamento que ocorre em dois indivíduos ou plantas em uma base sexual, por meio do qual os genes são passados ​​para as próximas gerações. Estamos falando de uma passagem ao longo da linha vertical de descida.

Se, por exemplo, plantas transgênicas e não transgênicas são cruzadas, as plantas não transgênicas também assumem as construções dos genes. Ele também pode ser transmitido para cromossomos com defeitos genéticos.

No caso dos microrganismos, a transmissão do DNA à descendência é chamada de transmissão vertical. Este termo também descreve a transmissão de patógenos durante a gravidez, o processo de nascimento e após o nascimento da mãe para o filho. Doenças infecciosas como rubéola ou HIV podem ocorrer aqui.

Função e tarefa

Na engenharia genética, a transferência horizontal de genes é usada para criar organismos geneticamente modificados. O procedimento inclui vários métodos que dependem da mudança particular, por exemplo, se é um procarioto ou um eucarioto. O primeiro descreve seres vivos que não possuem um núcleo. São, por exemplo, bactérias, mais precisamente eubactérias e arqueobactérias. São caracterizados por alta adaptabilidade biológica e morfologia simples, não possuem mitocôndrias, possuem genoma livre no citoplasma, apresentam matriz extracelular complexa e DNA adicional.

Consequentemente, os eucariotos são organismos que têm um núcleo e se desenvolvem a partir de células-mãe que contêm o núcleo. Estes, por sua vez, podem ser esporos ou zigotos. Um zigoto é uma célula diplóide originada de óvulos e espermatozoides. Os esporos são microrganismos únicos ou multicelulares com alta resistência às influências ambientais.

Em procariotos, ocorre transformação, transdução e conjugação; em eucariotos, ocorre a transfecção. Durante a transdução, os fragmentos de DNA são transferidos entre duas bactérias por meio da infecção com bacteriófagos. Durante a conjugação, o DNA é transferido de uma bactéria para outra. Também de doador a receptor através dos limites das espécies. As bactérias que atuam como doadoras têm o fator F que torna a conjugação possível em primeiro lugar. Uma conexão entre as bactérias é criada por meio de uma ponte de plasma e o doador transfere o plasmídeo para o receptor. A transformação, por sua vez, é a absorção de DNA livre pelas bactérias.

Doenças e enfermidades

Nesse ínterim, os pesquisadores foram capazes de provar que os genes humanos não foram apenas transferidos de uma geração para a próxima por meio da transferência vertical de genes, mas que os humanos também os tomaram das bactérias no curso da evolução. Mais de cem genes de microorganismos encontraram seu caminho no genoma humano por meio da transferência horizontal de genes.

O resultado da pesquisa causou polêmica pela primeira vez em 2001, mas ainda era considerado controverso. Como um banco de dados de genoma mais extenso tornou-se disponível com o passar dos anos, os cientistas britânicos compararam genes de espécies de moscas-das-frutas, primatas, vários nematóides e humanos com a composição genética dos microrganismos. O resultado em humanos foram 145 genes, que originalmente vêm do mundo dos micróbios e também cumprem tarefas importantes, por exemplo, estão envolvidos no metabolismo de lipídios ou em várias reações imunológicas.

Essa transferência horizontal de genes provavelmente ocorre em uma época em que as diferentes espécies ainda não haviam se dividido. Em contraste, a transferência de genes nesta forma existe até hoje em nematóides e moscas-das-frutas. Como essas bactérias foram introduzidas no genoma humano ainda não foi esclarecido. Uma possível explicação são os vírus que podem ter servido como meio de transporte.

Em geral, a transferência de genes pode ter um efeito positivo na saúde dos organismos, tornando-os imunes à suscetibilidade externa, mas também pode ocorrer o contrário, em que patógenos, como no caso do vírus HI, são transmitidos a outro organismo.