ما هو نقل الجينات الافقي:
نقل الجينات الأفقي ويسمى أيضًا النقل الجيني الجانبي، وهو انتقال الحمض النووي حمض الديوكسي ريبونوكلييك بين الجينومات المختلفة، ومن المعروف أن نقل الجينات الأفقي يحدث بين الأنواع المختلفة مثل بين بدائيات النوى وهي الكائنات التي تفتقر خلاياها إلى نواة محددة وحقيقيات النوى وهي الكائنات التي تحتوي خلاياها على نواة محددة، وبين العضيات الثلاثة التي تحتوي على الحمض النووي لحقيقيات النوى – النواة، الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء.
يتميز الحصول على الحمض النووي من خلال النقل الأفقي للجينات عن انتقال المادة الوراثية من الوالدين إلى النسل أثناء التكاثر، وهو ما يُعرف بنقل الجينات الرأسي، حيث أصبح النقل الجيني الأفقي ممكنًا إلى حد كبير من خلال وجود عناصر وراثية متحركة مثل البلازميدات مادة وراثية خارج الصبغية، الينقولات (الجينات القافزة)، والفيروسات المسببة للبكتيريا (العاثيات).
آليات نقل الجينات الافقي:
يتم نقل هذه العناصر بين الكائنات الحية من خلال آليات مختلفة، والتي في بدائيات النوى تشمل التحول والاقتران والتنبيغ، إذ في عملية التحول تأخذ بدائيات النوى أجزاءً مجانية من الحمض النووي وغالبًا على شكل بلازميدات توجد في بيئتها، وفي الاقتران يتم تبادل المادة الجينية أثناء اتحاد مؤقت بين خليتين مما قد يستلزم نقل البلازميد أو الينقولات، أما في التنبيغ ينتقل الحمض النووي من خلية إلى أخرى عبر العاثية.
في نقل الجينات الأفقي يتم دمج الحمض النووي المكتسب حديثًا في جينوم المتلقي إما من خلال إعادة التركيب أو الإدراج، حيث أن إعادة التركيب هي في الأساس إعادة تجميع الجينات بحيث يتم تحرير ودمج أجزاء (DNA) الأصلية والأجنبية (الجديدة) المتماثلة، ويحدث الإدراج عندما لا يشترك الحمض النووي الغريب الذي يتم إدخاله في الخلية في التماثل مع الحمض النووي الموجود، وفي هذه الحالة يتم تضمين المادة الجينية الجديدة بين الجينات الموجودة في جينوم المستلم.
بالمقارنة مع بدائيات النوى فإن عملية النقل الأفقي للجينات في حقيقيات النوى أكثر تعقيدًا، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن الحمض النووي المكتسب يجب أن يمر عبر كل من غشاء الخلية الخارجي والغشاء النووي للوصول إلى جينوم حقيقيات النوى، إذ تلعب مسارات الفرز والإشارات الخلوية دورًا رئيسيًا في نقل الحمض النووي إلى الجينوم.
يمكن أن تتبادل بدائيات النوى الحمض النووي مع حقيقيات النوى على الرغم من أن الآليات الكامنة وراء هذه العملية ليست مفهومة جيدًا، حيث تتضمن الآليات المشتبه بها الاقتران والالتقام الخلوي كما هو الحال عندما تبتلع خلية حقيقية النواة خلية بدائية النواة وتجمعها في حويصلة خاصة مرتبطة بغشاء من أجل التحلل، ويُعتقد أنه في حالات نادرة في الالتقام الخلوي تهرب الجينات من بدائيات النوى أثناء التحلل ثم تُدمج لاحقًا في جينوم حقيقيات النوى.
أهمية نقل الجينات الأفقي:
يُشتبه في أن نقل الجين الذي يشفر إنزيمًا استقلابيًا فريدًا من نوع من بكتيريا (Pasteurella) إلى الطفيلي الأولي (Trichomonas vaginalis) قد سهّل تكيف الكائن الحي الأخير مع مضيفيه من الحيوانات وبالمثل، فإن تبادل الجين من خلية بشرية إلى بكتيريا النيسرية البنية – وهو نقل يبدو أنه حدث مؤخرًا نسبيًا في تطور البكتيريا.
ربما مكّن الكائن الحي من التكيف والبقاء على قيد الحياة لدى البشر، واقترح العلماء أيضًا أن التطور الأخير لمسار ميثيل الأسبارتات لعملية التمثيل الغذائي في (Haloarcula marismortui) الملحي المحب للملح، حيث إنه نشأ مع اكتساب الكائن الحي لمجموعة متخصصة من الجينات عبر النقل الأفقي.
مشكلة الأنواع البكتيرية:
كما هو الحال مع التصنيف العام للبكتيريا فإن المفهوم الأساسي للأنواع في النظاميات البكتيرية يمثل مشكلة، على عكس الكائنات الحية الأعلى، حيث يتم تحديد النوع من خلال قدرة الكائنات الحية ذات الخصائص المشتركة على التزاوج وتكوين ذرية خصبة، إذ تتكاثر البكتيريا بشكل عام لاجنسي، وعندما يتم تبادل المواد الجينية بين الخلايا البكتيرية يمكن أن تحدث بين أفراد من أنواع مختلفة، وذلك من خلال عملية نقل الجينات الأفقي، وبالتالي الخلط بين حدود التزاوج.
يُشتبه في حدوث الانتواع بين البكتيريا على مستوى الأنواع الفرعية أو النمط البيئي، حيث يعيش السكان المتميزون وراثيًا في نفس المكانة البيئية حتى من خلال التكيف والانتقاء الطبيعي، كما يتفوق أحد الأنواع على الأنواع الأخرى، مما يؤدي إلى تطهير مكان تنوعه، ثم تبدأ عملية الاختلاف داخل الكوة من جديد، ومن ثم فإن نوعًا واحدًا من البكتيريا يمكن أن يكون له العديد من الأنماط البيئية، ولهذا السبب يعتبر بعض الباحثين أن مستوى الأنواع في التصنيف البكتيري يمكن مقارنته تقريبًا بمستوى الجنس في أنظمة تصنيف الكائنات الحية الأخرى.
