수평적 유전자 전달은 생물이 자손 관계가 아닌 다른 생물체로부터 유전 물질을 얻는 과정이다. 조상에게서 자손으로 유전 정보가 이어지는 수직적 유전자 전달과 구별되며, 세균과 고세균을 포함한 미생물에서 흔하게 관찰된다.[1][2]
1. 개요
2. 주요 전달 방식
형질전환은 세포가 주변 환경에 있는 외래 DNA를 흡수하는 방식이다. 세포 사이의 직접 연결이나 바이러스가 필요하지 않으며, DNA가 세포 안으로 들어오는 것이 전달의 첫 단계가 된다.[2]
형질도입에서는 세균을 감염하는 박테리오파지가 한 세균에서 다른 세균으로 DNA를 옮긴다. 파지가 복제되는 과정에서 세균 DNA를 잘못 포함한 뒤, 그 DNA를 다른 세균 세포에 주입할 수 있다.[4]
접합은 두 세균의 직접적인 물리적 접촉을 통해 DNA가 전달되는 방식이다. 흔히 두 세포를 잇는 필루스가 관여하며, 이동하는 유전 물질은 플라스미드인 경우가 많다.[4] 세포 간 접촉으로 플라스미드가 전달되면 수용 세포에 새로운 유전 형질이 생길 수 있다.[4]
3. 전달된 유전자의 정착 조건
세포 안으로 들어온 외래 DNA가 모두 장기적인 유전자 전달로 이어지는 것은 아니다. DNA가 먼저 세포 안에서 효소에 의해 잘리지 않고 살아남아야 한다.[2]
DNA가 살아남은 뒤에도 세포 안에서 안정적으로 유지되어야 한다. 전달된 DNA가 재조합을 통해 게놈에 편입되거나, 염색체 외 요소로 계속 복제될 때 장기적으로 유전될 가능성이 생긴다.[2]
따라서 수평적 전달의 성공은 DNA가 세포에 들어왔는지 여부만으로 결정되지 않는다. 실제로 내부화된 DNA 가운데 일부만이 안정적으로 유지되어 이후 세대로 전달된다.[2] 이처럼 세포 진입과 정착은 구별되는 단계이므로, DNA가 들어왔다는 사실만으로 장기적인 유전을 단정할 수 없다.[2]
4. 원핵생물의 진화와 유전자 교환
5. 식물에서 확인된 사례
6. 관련 문서
- 수직적 유전자 전달
- 형질전환
- 형질도입
- 접합