Prácticamente todos los organismos pueden diseminar material genético a través de la transferencia genética vertical en la que la información genética se transmite de padres a hijos. Por el contrario, el proceso de transferencia horizontal de genes, o transferencia lateral de genes, no es común a todas las especies. En este tipo de transferencia de genes, el material genético se transmite entre organismos que no son padres e hijos. En cambio, los dos organismos generalmente no están relacionados y, a menudo, son de especies diferentes.
La mayoría de los organismos eucariotas adquieren material genético principalmente a través de la transferencia vertical de genes, durante la cual se produce la recombinación del ADN. Por el contrario, se cree que la transferencia horizontal de genes es la forma más común en la que los organismos unicelulares, las bacterias en particular, adquieren nuevo material genético. Esto es importante porque las bacterias se reproducen sin recombinación sexual; por lo tanto, la transferencia horizontal permite que las especies bacterianas mantengan la diversidad.
La transferencia horizontal de genes en bacterias es un fenómeno común. Hay tres formas en que las bacterias pueden intercambiar material genético horizontalmente. Los tres se producen de forma natural y también se pueden llevar a cabo en el laboratorio para modificar genéticamente bacterias con nuevas propiedades, como la capacidad de sintetizar proteínas no nativas.
La transformación es un proceso en el que las bacterias ingieren moléculas de ADN o ARN desnudas y las expresan dentro de la célula. En la transducción, el material genético es transferido por bacteriófagos, que son virus que infectan a las bacterias. Por último, está la conjugación bacteriana, en la que el material genético, a menudo plásmidos, se transfiere por contacto intercelular. La conjugación está mediada por transposones y plásmidos, dos tipos de material genético que son distintos e independientes del genoma bacteriano.
Existe alguna evidencia de que los virus también pueden transmitir información genética a través de la transferencia horizontal de genes. Uno de los indicadores más fuertes involucra virus llamados Mimivirus, Mamavirus y Sputnik. Tanto Mimivirus como Mamavirus son hospedadores conocidos de Sputnik, y una pequeña cantidad de genes son comunes a las tres especies. Se cree que Sputnik transfirió genes entre sus dos virus anfitriones en algún momento durante la historia evolutiva de estos tres organismos.
Ciertos eucariotas, incluidas especies de hongos, insectos y plantas, también participan en la transferencia horizontal de genes. Uno de los ejemplos más conocidos es el de la transferencia genética horizontal entre bacterias y Saccharomyces cerevisiae, una especie de levadura. Otro ejemplo de transferencia genética entre eucariotas involucra al escarabajo del frijol azuki y una bacteria llamada Wolbachia. En el mundo vegetal, los parásitos de una familia de plantas llamada Rafflesiaceae han transferido información genética a sus huéspedes, y una especie de algas ha transferido material genético a una especie de babosa marina que se alimenta de las algas.