Biologi · Glosarium

Apa itu Pemindahan gen mendatar?

Definisi 3.7 Biologi Universitas — Tahun 2 · Bab 3 — Mutasi dan Penganekaragaman Genom

Prokariot memperoleh gen dari sel yang bukan induknya lewat tiga jalan. Transformasi: sebuah sel menyerap DNA telanjang dari sekelilingnya (yang dilepaskan sel yang mati) lalu merekombinasikannya ke dalam kromosomnya; sebagian spesies berkompeten secara alami, dan inilah jalan pneumokokus bertukar gen kapsul. Konjugasi: seorang pemberi yang mengusung plasmid konjugatif (faktor F E. coli) membangun sebuah pilus, menarik seorang penerima mendekat, lalu melewatkan satu untai tunggal plasmidnya melalui sebuah liang sembari mereplikasinya dengan lingkaran bergulir; kalau plasmidnya telah bersatu ke dalam kromosomnya (galur Hfr), gen kromosomnya dipindahkan berurutan di belakangnya, dan waktu masuknya masing-masing memetakan kromosomnya. Transduksi: sebuah bakteriofag secara keliru mengemas sekeping DNA inangnya lalu menyuntikkannya ke dalam sel berikutnya yang dijangkitinya. Bersama-sama jalan ini memindahkan gen kekebalan antarspesies di dalam rumah sakit dalam hitungan tahun, dan telah memindahkan gen metabolik menyeberangi seluruh pohon bakteri sepanjang waktu geologi, sehingga silsilah sebuah prokariot adalah sebuah jaring sama banyaknya dengan sebuah pohon (Bab 24).

Kiri: konjugasi — pemberinya melewatkan satu untai plasmid F-nya melalui sambungan pilusnya sembari menyalinnya. Kanan: percobaan perkawinan terputus dengan seorang pemberi Hfr: tiap gen kromosomnya mulai muncul di antara rekombinannya pada waktu yang khas, dan waktu itu memetakan kromosomnya dalam satuan menit.
Kiri: konjugasi — pemberinya melewatkan satu untai plasmid F-nya melalui sambungan pilusnya sembari menyalinnya. Kanan: percobaan perkawinan terputus dengan seorang pemberi Hfr: tiap gen kromosomnya mulai muncul di antara rekombinannya pada waktu yang khas, dan waktu itu memetakan kromosomnya dalam satuan menit.
Kiri: konjugasi — pemberinya melewatkan satu untai plasmid F-nya melalui sambungan pilusnya sembari menyalinnya. Kanan: percobaan perkawinan terputus dengan seorang pemberi Hfr: tiap gen kromosomnya mulai muncul di antara rekombinannya pada waktu yang khas, dan waktu itu memetakan kromosomnya dalam satuan menit.
Dua bakteri yang tersambung oleh sebuah pilus konjugatif, dilihat dengan mikroskopi elektron transmisi: jembatan tempat plasmidnya lewat.
Dua bakteri yang tersambung oleh sebuah pilus konjugatif, dilihat dengan mikroskopi elektron transmisi: jembatan tempat plasmidnya lewat.

Contoh

Contoh 3.8 (Kekebalan yang berpindah)

Sebuah gen kekebalan lazimnya muncul sekali saja, lewat mutasi atau dari bakteri tanah yang membuat antibiotiknya, lalu mengembara: dari sebuah kromosom ke sebuah transposon, dari transposon ke sebuah plasmid konjugatif, dari plasmid menyeberangi spesies lewat konjugasi dan menyeberangi galur lewat transduksi, lalu kembali ke sebuah kromosom lewat transformasi. Plasmid yang mengusung lima atau enam kekebalan sekaligus (yang dirakit di dalam integron, yang menangkap kaset gen) ditemukan di Jepang pada 1950-an, beberapa tahun sesudah obatnya mulai dipakai; gen karbapenemase NDM-1, yang pertama kali terlihat pada 2008, mencapai setiap benua dalam tiga tahun di atas sebuah plasmid. Evolusi kekebalan sebagian besar bukanlah evolusi gen baru melainkan perpindahan gen lama.

Baca dalam konteks →
Definisi 12.8 Biologi Universitas — Tahun 3 · Bab 12 — Bakteriologi: Pertumbuhan, Fisiologi, dan Genetika

Bakteri berbiak secara klonal tetapi mempertukarkan gen lewat tiga rute. Transformasi: penyerapan DNA telanjang dari lingkungannya oleh sebuah sel yang kompeten — yakni rute yang lewatnya pneumokokus Griffith memperoleh kapsulnya dan Avery menunjukkan bahwa asas pentransformasinya adalah DNA (1944). Transduksi: sebuah fag yang mengemas sepotong DNA inangnya lalu menyuntikkannya ke inang berikutnya (Bab 13). Konjugasi: pemindahan sebuah plasmid lewat sebuah pilus dan sebuah jembatan kawin dari pendonor yang membawanya ke penerimanya, yang diperagakan Lederberg dan Tatum (1946) dengan galur auksotrof E. coli yang menghasilkan rekombinan prototrof hanya ketika dicampurkan. Plasmid konjugatif mengusung gen pemindahnya sendiri; banyak di antaranya juga mengusung gen kekebalan, yang kerap mengelompok di dalam integron dan diapit transposon, sehingga satu perkawinan dapat memindahkan kekebalan terhadap lima antibiotik sekaligus, melintasi spesies. Akibatnya sebuah spesies bakteri memiliki genom inti yang dimiliki semua galurnya dan genom tambahan yang beragam — yakni sebuah pangenom: dua galur E. coli boleh jadi berbeda seperlima gennya, dan galur patogennya berbeda dari yang tak berbahaya terutama lewat pulau gen virulensi yang diperolehnya. Gen bab mutasi jilid Tahun 2 timbul lewat mutasi; gen bab ini sebagian besar berdatangan.

Ketiga rute pemindahan mendatarnya. Gen bagi kekebalan, virulensi, dan metabolisme berpindah antarsel — dan antarspesies — lebih cepat daripada yang dapat dibuat mutasi.
Ketiga rute pemindahan mendatarnya. Gen bagi kekebalan, virulensi, dan metabolisme berpindah antarsel — dan antarspesies — lebih cepat daripada yang dapat dibuat mutasi.
Robert Koch, yang membuktikan bahwa bakteri tertentu menyebabkan penyakit tertentu lalu menemukan metode untuk menumbuhkannya (Wellcome Collection, CC BY 4.0). Kanan: Alexander Fleming di laboratoriumnya bersama pelat jamur yang hasilnya menjadi penisilin (arsip Angkatan Laut Amerika Serikat, domain publik). Robert Koch, yang membuktikan bahwa bakteri tertentu menyebabkan penyakit tertentu lalu menemukan metode untuk menumbuhkannya (Wellcome Collection, CC BY 4.0). Kanan: Alexander Fleming di laboratoriumnya bersama pelat jamur yang hasilnya menjadi penisilin (arsip Angkatan Laut Amerika Serikat, domain publik).
Robert Koch, yang membuktikan bahwa bakteri tertentu menyebabkan penyakit tertentu lalu menemukan metode untuk menumbuhkannya (Wellcome Collection, CC BY 4.0). Kanan: Alexander Fleming di laboratoriumnya bersama pelat jamur yang hasilnya menjadi penisilin (arsip Angkatan Laut Amerika Serikat, domain publik).
Baca dalam konteks →