geenivahetuse

Geenivahetus on geneetilise materjali ülekandmine ühest rakust või organismist teise ning ka ühe organismina genoomi osade vahel. See hõlmab nii põlvkondade vahelist (vertikaalset) geenivahetust, kui ka otsest ühendust kahe raku vahel (horisontaalset gene transferi). Geenivahetus on üks geneetilise varieeruvuse ja evolutsiooni peamisi allikaid ning mängib olulist rolli nii looduslikus kui ka biomeditsiinilises kontekstis.

Horisontaalne geenivahetus on eriti levin prokaryootide seas, kus see võib muuta rakkude omadusi, näiteks antibiootikumiresistentsust. Peamised mehhanismid on transformatsioon (vaba DNA vastuvõtmine ümbruskonnast), transduksioon (DNA edastamine bakteriofaagide vahendusel) ja konjugatsioon (DNA ülekandmine kahe rakusõltuvuse kaudu, sageli F-plasmidi vahendusel). Need protsessid võimaldavad genoomi omandada uusi geene võõrastelt liikidelt ning kiirendada kohanemist keskkonna muutustega.

Eukarüootides toob geneivahetus peamiselt kaasa rekombinatsiooni meiosi käigus, mis jagab vanemate alleelid ja loob uue geneetilise kombinatsiooni. See genetic variation on aluseks paljude liikide fenotüübilisele mitmekesisusele ning populatsioonide kohanemisvõimele.

Rakendused ja tähtsus. Geenivahetust kasutatakse biotehnoloogias ja meditsiinis: geenide sihipärane ülekandmine organismidesse (genoomi muutmine, GM tooted, geneetilised ravimeetodid) võimaldab uurida funktsioone, parandada põllumajandustooteid ning arendada uusi ravimeetodeid. Samas teadvustatakse ka riske, nagu kontrollimata geenide levik või resistentsusgeenide laienemine.