Fesiitaiga o Gene Faalava i Bakteria
O le fesiitaiga o kenera fa'alava (HGT) o le fa'agasologa lea o le fesiitaiga o mea tau kenera i le va o meaola e le tupu ona o le tofi mai matua i fanau (fa'atū), ae o le "osofa'i" i le va o tagata ta'ito'atasi, e o'o lava i ituaiga eseese. I siama, o le HGT o se tasi o faiga taua o le evolusione aua e mafai ai e siama ona vave maua ni uiga fou e aunoa ma le fa'atali mo ni vaitaimi uumi o suiga fa'afuase'i ma le filifiliga fa'anatura. E lautele lona a'afiaga: mai le tula'i mai o le tete'e atu i vaila'au fa'ama'i, fa'ateleina o le malosi o siama, i le tula'i mai o ni gafatia fou o le metabolism e aoga i siosiomaga faigata.
Aiseā e tāua ai le HGT i siama?
E masani ona toe gaosia e siama i se auala e aunoa ma se feusua'iga e ala i le binary fission. I le manatu faavae, e mafai ai e lenei mea ona faalagolago le fesuiaiga o kenera o siama i fesuiaiga o kenera. Peitai, o le mea moni, e mafai e siama ona "fesuiai" kenera e ala i le HGT, ma mafai ai ona faateleina tele fesuiaiga o kenera i se taimi puupuu. E fesoasoani le HGT i siama e fetuutuunai i faigata o le siosiomaga e pei o le i ai o vailaau fa'ama'i, suiga i punaoa o mea'ai, osofaiga a le puipuiga o le tino o le tagata e ana, po'o le tauvaga ma isi siama.
I le tulaga o le faitau aofaʻi, e mafai ai e le HGT ona tuʻufaʻatasia uiga sili ona lelei mai punaoa eseese. Mo se faʻataʻitaʻiga, o kene o loʻo faʻailoa mai ai enzymes e faʻaleagaina ai mea oona e mafai ona salalau i totonu o nuʻu o siama o loʻo nonofo i nofoaga ua faʻaleagaina. I se tulaga faʻaklinikal, o lenei mea e mafua ai se faʻafitauli tele aua e mafai e kene teteʻe atu i vailaʻau faʻamaʻi ona fesuiaʻi mai siama e le o ni siama faʻamaʻi i siama faʻamaʻi, e oʻo atu ai i faʻamaʻi e sili atu ona faigata ona togafitia.
Eseesega i le va o le fesiitaiga o kenera faalava ma faatusa'o
E tupu le fesiitaiga o kenera fa'atulagaina pe a tu'uina atu kenera mai sela matua i sela afafine i le taimi o le vaevaeina o sela. O le mamanu e fai si "la'au o le aiga." I se fa'atusatusaga, e sili atu le pei o le HGT o se "feso'ota'iga" aua e mafai e kenera ona feoa'i i le va o gafa eseese. O le i'uga, o le mafutaga phylogenetic i le va o siama e faigata ona iloa mai se kenera e tasi, aua atonu na afua mai le kenera mai se isi meaola. O se tasi lea o mafua'aga e masani ona fa'aogaina ai e au'ili'iliga phylogenetic o siama le tele o kenera i le taimi e tasi pe fa'aogaina ni kenera fa'apitoa ma fa'asao.
Tolu auala autū o le HGT i siama
I tulaga masani, o le HGT i siama e tupu i auala autu e tolu: transformation, transduction, ma le conjugation. E tofu lava ma auala eseese, manaʻoga, ma aʻafiaga faʻaletino.
1. Suiga: ave'esea o le DNA mai le siosiomaga
O le suiga o le faagasologa lea e ave ai e siama le DNA e le lavalava mai o latou siosiomaga ma tuufaasolo i totonu o latou genome pe tausia o se plasmid. O lenei DNA e le lavalava e masani ona afua mai i isi sela o siama ua maliliu ma ua oo i le lysis. E le o siama uma e mafai ona suia; e tatau ona i ai siama i se tulaga "agavaa", o se tulaga faapitoa faaletino e mafai ai ona mitiia le DNA.
O faʻataʻitaʻiga o siama e mafai ona faia ni suiga faalenatura e aofia ai le Streptococcus pneumoniae, Bacillus subtilis, ma le Neisseria spp. E mafai e le suiga ona maua ai ni faʻamanuiaga faʻafetaui, e pei o le mauaina o ni kenera e faʻamalosia ai siama e teteʻe atu i vailaʻau faʻamaʻi pe faʻatagaina ai le faʻaaogaina o punaoa kaponi faʻapitoa. I le biotechnology, e faʻaaogaina foʻi le suiga e faʻalauiloa ai plasmids recombinant i siama, e pei o le Escherichia coli, e ui lava e masani ona faʻaaogaina metotia faʻapitoa e pei o le heat shock poʻo le electroporation.
2. Faaliliuina: fesiitaiga o kene e ala i bacteriophages
E tupu le transduction pe a feaveaʻi faʻafuaseʻi e se siama e aʻafia ai siama (o se bacteriophage) le DNA o siama mai le tasi sela siama i le isi. E lua ituaiga autū o le transduction:
– Fa'aliliuga lautele: e tupu pe a "afifi" e se phage i le ta'amilosaga lytic se vaega o le DNA siama, ma suia fa'afuase'i ai le DNA phage. O le i'uga, so'o se vaega o le kene siama e mafai ona feavea'i fa'atasi.
– Fa'aliliuga fa'apitoa: e tupu i phages temperate e tu'ufa'atasia i totonu o le genome o siama (prophages). A alu ese le prophage (excise) e le atoatoa, e mafai ona ia aveina ni genes o lo'o i tafatafa o le nofoaga tu'ufa'atasia.
E taua tele le sao o le transduction i le salalau o genes virulence. O le tele o mea oona ua lauiloa i siama e fa'ailoa mai e genes e feavea'i e phages, e pei o le diphtheria toxin i le Corynebacterium diphtheriae ma le Shiga toxin i nisi ituaiga o E. coli. O le mea lea, e mafai e le fa'ama'i pipisi o le phage ona "fa'aleleia" siama ina ia sili atu ona fa'ama'i.
3. Feso'ota'iga: Fesiitaiga o le DNA e ala i fesoota'iga tuusa'o
O le fa'afeso'ota'iga o se faiga o le HGT e aofia ai le fesoota'iga tu'usa'o i le va o sela siama e lua, e masani lava e ala i se fausaga e pei o le sex pilus. O lenei faiga e masani ona fa'atautaia e se plasmid fa'afeso'ota'i, e pei o le F plasmid i le E. coli. O se sela foa'i o lo'o tauaveina se plasmid fa'afeso'ota'i e mafai ona fausia se alalaupapa fa'afeso'ota'i ma kopi le DNA plasmid i totonu o le sela e taliaina. O le mea e malie ai, o le fa'afeso'ota'iga e le gata i taimi uma i plasmids; i lalo o nisi tulaga, e mafai e plasmids ona fa'agaoioia vaega o le DNA chromosomal (e.g., i Hfr strains, fa'atasi ai ma le tele o le toe fa'afouina).
E taua tele le feso'ota'iga i le salalau o le tete'e atu i vaila'au fa'ama'i auā o le tele o kene tete'e e nonofo i luga o plasmids e mafai ona fesiita'i i le va o siama, e o'o lava i ituaiga ma genera. O se tasi lea o mafua'aga autū o le alia'e mai o siama e tete'e atu i vaila'au (MDR) i falema'i ma le siosiomaga.
Elemene fa'asolopito feavea'i e lagolagoina le HGT
I le fa’aopoopoga i auala autū e tolu o lo’o ta’ua i luga, o le HGT i siama e matuā a’afia lava e elemene tau kenera feavea’i, e pei o:
– Plasmids: DNA lapotopoto i fafo atu o chromosomal e masani ona tauaveina ni genes e tete'e atu i vaila'au fa'ama'i, mea e mafua ai le malosi o le tino, po'o ni auala fa'apitoa o le metabolism.
– Transposons: “genes osooso” e mafai ona fa'agaoioi nofoaga i totonu o le genome po'o le va o plasmids ma chromosomes. E masani ona feavea'i e Transposons ni genes tete'e.
– Integrons: faiga e mafai ona pu'eina ma fa'aalia ni kaseti o kene, e masani ona i ai ni kene tete'e. E taua tele le sao o integrons i siama fa'ama'i pipisi.
– Motu o le genomic: o vaega tetele o le DNA e maua mai le HGT ma atonu e iai ni genes o le virulence (motu o le pathogenicity) po'o ni agava'a fa'apitoa o le metabolism.
O nei elemene e foliga mai ai o loʻo i ai i siama se "masini faʻapitoa" e mafai ona faʻaopoopo pe aveese e tusa ai ma manaʻoga o le fetuunaʻi.
Le a'afiaga o le HGT: mai le evolusione i le soifua maloloina o le tagata
Tete'e i vaila'au fa'ama'i
O le mataupu sili ona tāua e fesoʻotaʻi ma le HGT o le salalau lea o le teteʻe atu i vailaʻau faʻamaʻi. O kene e pei o le bla (beta-lactamase), mecA (teteʻe atu i le methicillin i le MRSA), poʻo kene mo pamu ea e mafai ona vave salalau atu e ala i plasmids ma transposons. A faʻaaogaina lautele vailaʻau faʻamaʻi (i falemaʻi, lafumanu, ma faʻatoʻaga), e faʻateleina le mamafa o le filifiliga, o lea o siama e maua ni kene teteʻe e ala i le HGT o le a ola ma pulea.
Fa'ama'i pipisi ma siama fou
E fa'aosofia fo'i e le HGT le alia'e mai o ni ituaiga fou fa'ama'i. E mafai e siama ona maua ni kene mo le pipii, osofa'iga, mea oona, po'o ni faiga fa'asa'oloto, ma mafai ai ona sili atu le lelei o fa'ama'i. O nisi taimi, o siama sa le'i afaina muamua e mafai ona avea ma siama fa'ama'i ona o le "afifi" o kene fa'ama'i mai motu genomic po'o phages.
Fetuunaiga o le siosiomaga ma le toe faaleleia o meaola
E le gata i vailaʻau, e aogā le HGT i le siʻosiʻomaga o meaola ninii. E mafai e siama ona maua le gafatia e faʻaleagaina ai hydrocarbons, vailaʻau faʻasaina, poʻo uʻamea mamafa, ma fesoasoani ai i faiga faʻaleleia o le tino. I siosiomaga ogaoga, e mafai e le HGT ona faʻasalalauina ni genes e fesoʻotaʻi ma le onosaʻi i le vevela maualuga, masima, poʻo le pH ogaoga.
E fa'apefea ona su'esu'eina e saienitisi le HGT?
E suʻesuʻeina le HGT e ala i faʻataʻitaʻiga i totonu o fale suʻesuʻe ma le auʻiliʻiliga o genomic. I le genomic, e mafai ona iloa le HGT e ala i le suʻeina o eseesega i le faʻavae (e pei o le anotusi o le GC) e ese mai le genome autu, le iai o genes e sili atu ona tutusa ma mea o meaola e fesoʻotaʻi mamao, poʻo le iai o elemene feaveaʻi e pei o transposases. E mafai foʻi e le auʻiliʻiliga phylogenetic ona faʻaalia "lē fetaui" pe a le ogatasi le laʻau evolusione o se gene ma le laʻau evolusione o lona ituaiga.
Fa'ato'a
O le fesiitaiga o kene fa'alava i siama o se afi malosi lea o le evolusione. E ala i le suiga, transduction, ma le conjugation—e lagolagoina e plasmids, transposons, integrons, ma genomic islands—e mafai e siama ona vave maua ni uiga fou. I le tasi itu, e fesoasoani le HGT i siama e fetu'una'i ma fa'atumauina le gaioiga o microbial ecosystems. I le isi itu, o le HGT o se lu'itau tele i le soifua maloloina o tagata e ala i le fa'avavevaveina o le salalau o le tete'e atu i vaila'au fa'ama'i ma mea e mafua ai le malosi. O le malamalama i faiga ma mamanu o le HGT e taua tele mo le mamanuina o ta'iala e pulea ai fa'ama'i pipisi, le fa'aaogaina ma le fa'aeteete o vaila'au fa'ama'i, ma le atina'eina o togafitiga fou e fa'afetaui ai le natura o siama o lo'o fa'aauau pea ona suia.
