Rozdiel medzi transformáciou a transdukciou

kľúčový rozdiel medzi transformáciou a transdukciou to je Transformácia je mechanizmus, ktorý mení genetický materiál baktérií priamym vychytávaním exogénny genetický materiál z jeho okolia cez bunková membrána a jeho začlenenie do genómu, zatiaľ čo transdukcia je injekcia cudzej DNA pomocou a bakteriofágu vírusu do hostiteľskej baktérie.

Konjugácia je dobre známy spôsob DNA rekombinácie, ktorý sa nachádza v eukaryotoch aj prokaryotoch. Vedci zistili, že je možné prenášať DNA z jednej bakteriálnej bunky do druhej pomocou ďalších dvoch mechanizmov: transformácie a transdukcie. Podobne ako pri konjugácii, tieto dva mechanizmy prenášajú DNA v jednom smere a dochádza k rekombinácii medzi alelami v homológnych oblastiach DNA. Oba mechanizmy prenášajú veľmi malé množstvo DNA a neprenášajú celý bunkový chromozóm.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je transformácia
3. Čo je transdukcia
4. Podobnosti medzi transformáciou a transdukciou
5. Porovnanie vedľa seba - transformácia verzus prevod v tabuľkovej forme
6. Zhrnutie

Čo je transformácia?

Fred Griffith, lekársky dôstojník britského ministerstva zdravotníctva v Londýne, objavil proces transformácie v roku 1928. Je to mechanizmus, ktorým baktérie absorbujú fragmenty DNA z prostredia a začleňujú ich do svojich chromozómov. Po úspešnej transformácii získava bunka príjemcu (transformant) niektoré vlastnosti, ktoré v nej predtým neboli. V prokaryotoch podobných baktériách dochádza k transformácii pravidelne, keď bunky existujú vo veľkom počte, napríklad v ľudskom črevnom trakte alebo v bohatej pôde..

Obrázok 01: Transformácia

Na úspešnú transformáciu by baktéria mala byť dostatočne kompetentná. Transformácia alebo schopnosť bunky absorbovať extracelulárnu DNA z prostredia teda závisí od kompetencie baktérie. Kompetencia závisí od premenlivých vlastností medzi bakteriálnymi druhmi. Transformácia sa môže uskutočňovať umelo; niekedy sa dokonca vyskytuje prirodzene. Ak sa vyskytuje prirodzene, zvyšuje sa tým častejšie spôsobovanie chorôb.

Čo je transdukcia?

Na rozdiel od transformácie si transdukcia vyžaduje vírus ako látku, ktorá prenáša fragment DNA z darcu do recipientnej bunky. Tieto vírusy sú vírusy alebo bakteriofágy infikujúce baktérie. Rovnako ako všetky vírusy, aj tieto bakteriofágy majú jadro DNA alebo RNA obklopené plášťom proteínu. Bakteriofágy sa viažu na povrchové receptory baktérií a priamo vstrekujú vírusovú DNA do baktérií.

K transdukcii dochádza dvoma spôsobmi: lytickým cyklom alebo lysogénnym cyklom. V lytickom cykle vírusový fág preniká do hostiteľskej bunky, ničí chromozóm hostiteľa a replikuje sa v hostiteľskej bunke. Nakoniec tieto fágy ničia (lýzujú) tú istú hostiteľskú bunku; preto ich nazývame virulentnými fágmi. Na rozdiel od lytického cyklu v lyzogénnom cykle nedochádza k priamej lýze bakteriálnych buniek. V lyzogénnom cykle sa fágová DNA integruje s hostiteľským chromozómom ako profág. Po integrácii sa hostiteľská bunka podrobí replikácii DNA a binárnemu štiepeniu, čo vedie k kópiám hostiteľskej bunky s profágmi. Nakoniec sa tieto proroctvá ospravedlnia od chromozómov hostiteľov a dostanú sa do lytického cyklu.

Obrázok 02: Transdukcia

Transdukcia je užitočným nástrojom v genetickom inžinierstve pri zavádzaní cudzieho génu do baktérií. Je tiež užitočné pochopiť mechanizmus, ktorým sa antibiotické lieky stávajú neúčinnými v dôsledku prenosu génov antibiotickej rezistencie medzi baktériami..

Aké sú podobnosti medzi transformáciou a transdukciou?

• Transformácia a transdukcia sú dva mechanizmy zapojené do horizontálneho prenosu génov z jednej baktérie na druhú baktériu.
• Tieto dva mechanizmy prenášajú DNA v jednom smere.
• Oba mechanizmy však prenášajú veľmi malé množstvo DNA a neprenášajú chromozóm celých buniek.
• Transformácia aj transdukcia sú navyše dôležitými nástrojmi molekulárnej biológie a genetického inžinierstva.

Aký je rozdiel medzi transformáciou a transdukciou?

Transformácia je genetická zmena baktérií priamym vychytávaním a inkorporáciou exogénnej DNA z ich okolia. Na druhej strane, transdukcia je proces, ktorým vírus prenáša genetický materiál z jednej baktérie na druhú. Toto je kľúčový rozdiel medzi transformáciou a transdukciou. Transformácia bola objavená Fredom Griffithom v roku 1928, zatiaľ čo transdukciu objavili Norton Zinder a Joshua Lederberg v roku 1952. Nahá DNA sa počas transformácie pohybuje aj po stene a membráne príjemcu bez pomoci vírusu. Transdukciu však zaisťuje bakteriofág. Preto to môžeme považovať aj za rozdiel medzi transformáciou a transdukciou.

Okrem toho sa transformáciou získajú extracelulárne fragmenty DNA. Pri transdukcii bakteriofág vkladá fragment DNA do baktérií. Preto je to významný rozdiel medzi transformáciou a transdukciou. Ďalej je ďalším rozdielom medzi transformáciou a transdukciou to, že prenos plazmidov je možný pri transformácii, zatiaľ čo pri transdukcii nie je pravdepodobné. Okrem toho je ďalším významným rozdielom medzi transformáciou a transdukciou to, že transformácia je citlivá na DNAázu, zatiaľ čo transdukcia je rezistentná na DNAázu..

Nižšie uvedený infographic predstavuje rozdiel medzi transformáciou a transdukciou ako porovnanie vedľa seba.

Zhrnutie - transformácia verzus transdukcia

Transformácia a transdukcia sú dva spôsoby horizontálneho prenosu génov medzi baktériami. Transformácia je proces priameho vychytávania exogénnej DNA z okolitého prostredia cez bunkovú stenu a membránu do bakteriálnej bunky a začlenenie do jej genómu. Na druhej strane, transdukcia je proces injekcie vírusovej DNA do bakteriálnych buniek bakteriofágmi. Preto je transdukcia uskutočnená vírusovým hostiteľom. Okrem toho k transformácii dochádza prirodzene a umelo. Závisí to od kompetencie baktérií. Transdukcia nezávisí od kompetencie baktérií. K transdukcii dochádza lytickým a lyzogénnym cyklom. Toto je rozdiel medzi transformáciou a transdukciou.

referencie:

1. „5.1: Transformácia v baktériách.“ Biology LibreTexts, Libretexts, 27. novembra 2017, k dispozícii tu.
2. Griffiths, Anthony JF. "Transdukcia". Úvod do genetickej analýzy. 7. vydanie., Americká národná knižnica medicíny, 1. januára 1970, k dispozícii tu.
3. „Boundless Microbiology“. Lumen, k dispozícii tu.

S láskavým dovolením:

1. „Umelá bakteriálna transformácia“ Autor: Amunroe13 - vlastné dielo (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia
2. „Transduction (genetics) en“ Autor Reytan s úpravami Geni - modifikovaná verzia Image: Transduction (genetics) .svg (Public Domain) prostredníctvom Commons Wikimedia