horizontal gènų pérnaša, natūralus gamtoje nesikryžminančių rūšių organizmų keitimasis genetine informacija. Horizontali genų pernaša skiriasi nuo įprasto vertikaliojo genetinės informacijos perdavimo iš kartos į kartą lytiniu ar nelytiniu būdu rūšies viduje, kai tėvų genai perduodami palikuoniams. Šiuo reiškiniu susidomėta 20 a. viduryje, kai sparčiai radosi įvairių rūšių bakterijų kamienai, atsparūs antibiotikams. Greitis, kuriuo skirtingų rūšių bakterijose plito atsparumo įvairiems antibiotikams genai rodė, kad panašūs požymiai negalėjo nepriklausomai atsirasti de novo; tai įmanoma paaiškinti tik horizontalia genų pernaša. Nustatant horizontalią genų pernašą naudojami įvairūs kriterijai, svarbiausi jų – genų ir fenotipo požymių paplitimo įvairiuose taksonuose neatitikimas (pvz., genų šeima, esanti bakterijose ir stuburiniuose, turėtų būti ir tarpinėse taksonominėse grupėse), netipiškas nukleotidų pasiskirstymas genomuose (purinų ir pirimidinų santykis genome ir kita), artimų giminaičių (pvz., tos pačios rūšies nevienodų kamienų) genomų skirtumai, filogenetinių medžių, sudarytų remiantis įvairiais kriterijais, neatitikimas. Horizontali genų pernaša bakterijose labai dažna, todėl sudėtinga prokariotų pasaulyje įprastai vartoti rūšies sąvoką. Nustatyta, kad tos pačios rūšies įvairių kamienų bakterijos gali genetiškai labai skirtis. Palyginus bakterijos Helicobacter pylori (sukelia opaligę ir kitas virškinimo sistemos ligas) 2 kamienų, išskirtų Jungtinėse Amerikos Valstijose ir Didžiojoje Britanijoje, genomus nustatyta, kad jie skyrėsi 6–9 % savo genų. Dar labiau skyrėsi žarninės lazdelės (Escherichia coli) 2 kamienų genomai. Patogeniškame kamiene rasti 1387 saviti genai, kurių nebuvo nepatogeniniame Escherichia coli K‑12 kamiene; šis turėjo 528 savitus genus. Ištyrus Escherichia coli 16 kamienų genomus nustatyta 4200–5500 genų, kurių tik 2200 yra bendri visoms šios rūšies bakterijoms. Manoma, kad Escherichia coli 12,8 % genomo sudaro genai, gauti horizontalios genų pernašos būdu. Dar daugiau genų, įgytų šiuo būdu, rasta kai kuriose melsvabakterėse. Horizontali genų pernaša nustatyta tarp bakterijų ir archėjų. Pvz., termofilinė bakterija Thermotoga maritima turi 1877 genus, 1/4 jų galėjo būti gauti iš archėjų. Pagrindiniai būdai genams perduoti horizontalia genų pernaša prokariotuose yra konjugacija, transformacija ir transdukcija. Sudėtingiau paaiškinti, kaip svetimi genai integruojasi į recipiento genomą. Vienas būdų – homeologinė rekombinacija (vyksta tarp giminingų, bet identiškų nukleotidų sekų neturinčių DNR molekulių). Laukinio tipo bakterijoms ši rekombinacija nėra būdinga, bet dažna mutantuose, kuriuose pažeisti reparacijos genai. Tokie mutantai, pvz., mutS, gana dažni Escherichia coli natūraliose populiacijose. Įvairių bakterijų filogenetiniai duomenys teikia daug endosimbiontinės teorijos įrodymų, kad chloroplastai kilo iš melsvabakterių. Nors mitochondrijos t. p. yra endosimbiontinės kilmės, jų galimą protėvį sunkiau nustatyti. Manoma, įvairių taksonų bakterijos buvo svarbios eukariotų ląstelės susiformavimui. Protėvio endosimbionto genomas turėjo turėti gerokai daugiau genų nei jų randama dabartinių organoidų genomuose. Daugelį mitochondrijose ir chloroplastuose vykstančių procesų valdo branduolio genai, todėl manoma, kad dalis šių organoidų genų dėl horizontalios genų pernašos iš endosimbiontų branduolio buvo perduoti į ląstelės šeimininkės branduolį. Horizontaliai genų pernašai labai palankios tokios organizmų rūšių tarpusavio santykių formos kaip simbiozė ir parazitizmas. Horizontali genų pernaša vyksta prokariotuose, eukariotuose, t. p. tarp prokariotų ir eukariotų. Hidros (Hydra) genome rasta apie 70 bakterinės kilmės genų. Įrodyta, kad obligatinės endosimbiontinės bakterijos Wolbachia genai ne kartą įsiterpė į šeimininko vabzdžio ląstelių genomus. Bakterijų Agrobacterium tumefaciens ir Agrobacterium rhizogenes gebėjimas įterpti savo plazmidžių genus į augalų ląstelių genomus taikomas augalų genų inžinerijoje. Horizontalią genų pernašą eukariotuose dažnai lemia įvairūs organizmai vektoriai (pvz., erkutė Proctolaelaps regalis, parazituojanti Drosophila genties rūšis, pernešė iš Drosophila willistoni į Drosophila melanogaster P elementą, kuris paplito vaisinių muselių genome). Horizontaliai genų pernašai labai svarbūs ir judrieji genomo elementai, kurie ne tik patys dažnai plinta horizontaliu būdu, bet gali pernešti genus iš vieno genomo į kitą. SPIN elementas, rastas žinduolių 5 rūšyse, driežuose ir varlėse. Nors evoliuciniu požiūriu tai labai skirtingos stuburinių grupės, SPIN sekos juose 95 % identiškos. Kadangi SPIN randamas žinduolių 4 eilių rūšyse, o 13 eilių jo nėra, atmetama perdavimo vertikalios evoliucijos būdu iš bendro protėvio galimybė. SPIN horizontalios pernašos vektoriais galėtų būti virusai ir (arba) bakterijos. Dirbtinė horizontali genų pernaša vykdoma atliekant genų inžinerijos eksperimentus. Su horizontalia genų pernaša dažnai siejama ir genetiškai modifikuotų organizmų patekimo į aplinką rizika. 21 a. pradžioje įrodyta nemažai horizontalios genų pernašos atvejų, manoma, jų yra daugiau. Horizontali genų pernaša svarbi genomų evoliucijai, organizmų filogenetiniams ryšiams nustatyti.
469