Encyclopedie van de evolutiebiologie

Prof. Nico M. van Straalen (2019)

Gepubliceerd op 14-07-2020

Horizontale genoverdracht

betekenis & definitie

Doorgifte van genetisch materiaal van het ene organisme naar een ander, niet genetisch verwant, organisme zonder dat er sprake is van geslachtelijke voortplanting

De normale doorgifte van genetisch materiaal, verticale transmissie, gaat van ouders op nakomelingen. Bij horizontale transmissie (HGT) of “laterale genoverdracht” (LGT) gaat de overdracht tussen soorten die niet aan elkaar verwant zijn, bijvoorbeeld van een bacterie naar een schimmel.

Onder bacteriën en Archaea is horizontale genoverdracht vrij algemeen. DNA kan overgedragen worden via plasmides, via bacteriofagen of mobiele genetische elementen (transductie) en het kan direct uit het milieu opgenomen worden. Bij bacteriën zijn vooral genen die niet essentieel zijn voor basale levensprocessen onderworpen aan horizontale genoverdracht. Dit zijn kenmerken die de cel toegevoegde eigenschappen geven, zoals antibioticaresistentie. Daarnaast onderscheidt men “essentiële genen” die te maken hebben met DNA-replicatie en energiestofwisseling; die worden minder vaak horizontaal overgedragen.

De laatste tijd blijkt dat ook genomen van planten en dieren DNA bevatten dat niet via afstamming maar via overdracht vanuit een bacterie, een schimmel of een parasiet is binnen gekomen. Relatief hoge percentages horizontaal overgedragen genen treft men aan bij raderdiertjes, beerdiertjes, bladluizen en springstaarten. Het komt het vaakst voor tussen organismen die intensief contact hebben, bijvoorbeeld een symbiont of parasiet met zijn gastheer.

Horizontale genoverdracht is voor de evolutie een interessant proces omdat een organisme radicaal nieuwe eigenschappen kan verkrijgen die niet gemakkelijk stapsgewijs kunnen evolueren. Maar de moleculaire reorganisaties die nodig zijn om een “vreemd” stuk DNA in een ontvangend organisme tot expressie te brengen zijn ingrijpend; meestal zal het overgedragen DNA niet functioneel worden. Voor de evolutie van de mens is voor zover bekend horizontale genoverdracht niet belangrijk geweest.