II. Случайное включение чужих генов в ходе починки ДНК или случайного захвата клеткой ДНК из внешней среды.
III. Перенос в составе вирусов, плазмид мобильных элементов
IV. Перенос двойных цепей РНК или матриксных РНК по межклеточным каналам в симбиотических системах типа растений.
Кроме того существуют независимые митохондриальные и пластидные системы передачи наследственной информации.
Обычно о наличии горизонтального переноса генов свидетельствует факт выпадения из филогенетического ряда генов (обычно для этого сопоставляют последовательности нуклеотидов и на основе компьютерной программы выстраивают ряд, в котором изменения нуклеотидов по ходу филогенеза приобретают плавность, без резких скачков) выпадает ген, имеющийся в каком-либо виде живых организмов или вирусов (176).
После того, как альфа-протеобактерии оказались внутри одной из клеток родоначальниц жизни и превратились в митохондрии, значительное число генов из геном митохондрий было перенесено в геном ядра. То же самое произошло, когда цианобактерии были захвачены в цитоплазму и превратились в пластиды растительных клеток (176).
В прекрасном обзоре Бока (176) приведено множество фактов, доказывающих, что горизонтальный перенос генов встречается от растения к растению, при этом в качестве переносчика может служить вирус, от бактерии к растению, от вируса к растению. Описан, например, такой эксперимент. Растения заражали бактериями, имеющими легко идентифицируемый биохимически ген. Затем воздействовали антибиотиками и бактерии погибали. Затем выделяли клетки растений и в их геноме нашли указанный ген (329).
У одноклеточных и в меньшей степени у многоклеточных организмов имеется так называемый горизонтальный обмен генетическим материалом. У одноклеточных организмов горизонтальный обмен генетическим материалом распространен особенно широко. Бактерии выделяют в окружающую среду фрагменты своей ДНК, могут поглощать такие фрагменты, выделенные другими бактериями (в том числе и относящимися к совершенно другим видам!), и "встраивать" эти кусочки чужого генома в свой собственный. Одним из первых обнаружил генетические взаимодействия бактерий между собой в процессе их роста выдающийся советский микробиолог профессор С. Г. Смирнов из Ивановского мединститута. Тогда он не нашел понимания и его ученики подвергались атакам во время защит их диссертаций.
Огромное количество вариантов аминокислотных цепей, построенных из 20 аминокислот, делает маловероятным предположение, что природа успела за эти миллиарды лет перепробовать и найти все полезные комбинации. Поэтому думается, что в процесс эволюции произошел отказ от идеи случайного перебора и переход к модульному (блочному) принципу организации биополимеров, и комбинаторному принципу их изменчивости (121) с последующим распространением найденных решений посредством горизонтального переноса генов.