Razlika med transformacijo in transdukcijo

The ključna razlika med transformacijo in transdukcijo je to transformacija je mehanizem, ki spreminja gensko snov bakterij z neposrednim sprejemom eksogeni genetski material iz okolice preko celična membrana in vključitev le-tega v genom, medtem ko je transdukcija vbrizgavanje tuje DNK s pomočjo a bakteriofag virus v bakterijo gostitelja.

Konjugacija je dobro znana metoda rekombinacije DNA, ki jo lahko najdemo tako v evkariotih kot v prokariotih. Znanstveniki so odkrili, da je možno prenos DNK iz ene bakterijske celice v drugo s pomočjo drugih dveh mehanizmov: transformacije in transdukcije. Podobno kot konjugacija, ta dva mehanizma prenašata DNK v eno smer in med aleli v homolognih območjih DNA pride do rekombinacije. Oba mehanizma preneseta zelo malo količine DNK in ne preneseta celotnega celičnega kromosoma.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je transformacija
3. Kaj je transdukcija
4. Podobnosti med transformacijo in transdukcijo
5. Primerjava drug ob drugem - Transformacija proti pretvorbi v tabeli
6. Povzetek

Kaj je transformacija?

Fred Griffith, zdravnik na britanskem ministrstvu za zdravje v Londonu, je postopek preobrazbe odkril leta 1928. To je mehanizem, s katerim bakterije odvzamejo delce DNK iz okolja in jih vključijo v svoje kromosome. Po uspešni transformaciji prejemna celica (transformant) pridobi nekatere lastnosti, ki prej niso bile znotraj nje. Pri prokariotih, kot so bakterije, se transformacija pojavlja redno, kadar celice obstajajo v velikem številu, na primer v človeškem črevesnem traktu ali v bogatih tleh.

Slika 01: Transformacija

Za uspešno preobrazbo mora biti bakterija dovolj kompetentna. Tako je transformacija ali zmožnost celice, da absorbira zunajcelično DNK iz okolja, odvisna od sposobnosti bakterije. Kompetentnost je odvisna od spremenljivih lastnosti bakterijskih vrst. Preoblikovanje se lahko izvede umetno; včasih se pojavi celo naravno. Če se pojavlja naravno, povečuje možnost pogostejšega povzročanja bolezni.

Kaj je transdukcija?

Za razliko od transformacije transdukcija zahteva virus kot sredstvo, ki nosi fragment DNK od darovalca do prejemniške celice. Ti virusi so virusi, ki okužijo bakterije ali bakteriofage. Kot vsi virusi, ima tudi ta bakteriofag jedro DNK ali RNA, obkroženo s plastjo beljakovin. Bakteriofagi se pritrdijo na površinske receptorje bakterije in neposredno vbrizgajo virusno DNK v bakterijo.

Transdukcija se zgodi na dva načina: litski cikel ali lizogeni cikel. V litskem ciklu virusni fag prodre v gostiteljsko celico, uniči gostiteljev kromosom in se replicira znotraj gostiteljske celice. Na koncu ti fagi uničijo (lizirajo) isto gostiteljsko celico; zato jih imenujemo virulentni fagi. Za razliko od liznega cikla se v lizogenem ciklu ne zgodi neposredna liza bakterijske celice. V lizogenem ciklu se fago DNA integrira s gostiteljskim kromosomom kot profage. Po integraciji je gostiteljska celica podvojena DNA in binarna cepitev, kar ima za posledico kopije gostiteljske celice s profagi. Končno se bodo ti profagi oprostili gostiteljskih kromosomov in odšli v lični cikel.

Slika 02: Transdukcija

Transdukcija je koristno orodje v genskem inženiringu pri vnašanju tujega gena v bakterije. Prav tako je koristno razumeti mehanizem, s katerim postanejo antibiotična zdravila neučinkovita zaradi prenosa genov za odpornost na antibiotike med bakterijami.

Kakšne so podobnosti med transformacijo in transdukcijo?

• Transformacija in transdukcija sta dva mehanizma, ki sodelujeta pri horizontalnem prenosu genov iz ene bakterije v drugo.
• Ta dva mehanizma prenašata DNK v eno smer.
• Vendar oba mehanizma preneseta zelo malo količine DNK in ne preneseta celotnega celičnega kromosoma.
• Poleg tega sta transformacija in transdukcija pomembni orodji v molekularni biologiji in genskem inženiringu.

Kakšna je razlika med transformacijo in transdukcijo?

Transformacija je genska sprememba bakterij z neposrednim sprejemom in vključevanjem eksogene DNK iz njihove okolice. Po drugi strani je transdukcija postopek, s katerim virus prenaša genetski material iz ene bakterije v drugo. Torej, to je ključna razlika med transformacijo in transdukcijo. Transformacijo je odkril Fred Griffith leta 1928, medtem ko so transdukcijo odkrili Norton Zinder in Joshua Lederberg leta 1952. Poleg tega se gola transformacija med transformacijo brez pomoči virusa premika po steni in membrani prejemnika. Toda transdukcijo opravi bakteriofag. Zato lahko tudi to obravnavamo kot razliko med transformacijo in transdukcijo.

Nadalje se pri transformaciji pridobijo zunajcelični fragmenti DNK. Pri transdukciji bakteriofag vstavi fragment DNK v bakterije. Zato je to pomembna razlika med transformacijo in transdukcijo. Poleg tega je nadaljnja razlika med transformacijo in transdukcijo ta, da je pri transformaciji možen prenos plazmida, medtem ko pri transdukciji ni verjetno. Nad njimi je še ena pomembna razlika med transformacijo in transdukcijo ta, da je transformacija občutljiva na DNAase, medtem ko je transdukcija odporna na DNAase.

V nadaljevanju infografskih podatkov je prikazana razlika med transformacijo in pretvorbo kot primerjavo.

Povzetek - Transformacija vs Transdukcija

Transformacija in transdukcija sta dva načina horizontalnega prenosa genov med bakterijami. Transformacija je proces neposrednega vnosa eksogene DNK iz okolice preko celične stene in membrane v bakterijsko celico in vključitev v njen genom. Po drugi strani je transdukcija postopek vbrizgavanja virusne DNK v bakterijske celice z bakteriofagi. Torej transdukcijo opravi virusni gostitelj. Poleg tega se transformacija dogaja naravno in umetno. Odvisno je od usposobljenosti bakterij. Transdukcija ni odvisna od sposobnosti bakterij. Transdukcija se zgodi skozi litski in lizogeni cikel. Tako je to razlika med transformacijo in transdukcijo.

Referenca:

1. "5.1: Preobrazba v bakterijah." Biology LibreTexts, Libretexts, 27. november 2017, na voljo tukaj.
2. Griffiths, Anthony JF. "Transdukcija." Uvod v gensko analizo. 7. izdaja., Ameriška nacionalna medicinska knjižnica, 1. januarja 1970, dostopno tukaj.
3. "Brezmejna mikrobiologija." Lumen, na voljo tukaj.

Vljudnost slik:

1. "Umetna bakterijska transformacija" avtorja Amunroe13 - lastno delo (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia
2. “Transduction (genetics) en” avtor Reytan s spremembami po Geniju - spremenjena različica slike: Transduction (genetics) .svg (Public Domain) prek Commons Wikimedia