Różnica między transformacją a transdukcją

The kluczowa różnica między transformacją a transdukcją jest to transformacja jest mechanizmem, który zmienia materiał genetyczny bakterii poprzez bezpośrednie pobieranie egzogenny materiał genetyczny z otoczenia przez Błona komórkowa i włączenie go do genomu, podczas gdy transdukcja jest zastrzykiem obcego DNA przez fag wirus do bakterii gospodarza.

Koniugacja jest dobrze znaną metodą rekombinacji DNA, którą można znaleźć zarówno u eukariontów, jak i prokariotów. Naukowcy odkryli, że możliwe jest przenoszenie DNA z jednej komórki bakteryjnej do drugiej za pomocą dwóch innych mechanizmów: transformacji i transdukcji. Podobnie jak koniugacja, te dwa mechanizmy przenoszą DNA w jednym kierunku, a rekombinacja zachodzi między allelami w homologicznych regionach DNA. Oba mechanizmy przenoszą bardzo niewiele ilości DNA i nie przenoszą całego chromosomu komórki.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Czym jest transformacja
3. Co to jest transdukcja
4. Podobieństwa między transformacją a transdukcją
5. Porównanie obok siebie - transformacja vs transdukcja w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie

Co to jest transformacja?

Fred Griffith, oficer medyczny w brytyjskim Ministerstwie Zdrowia w Londynie, odkrył proces transformacji w 1928 r. Jest to mechanizm, za pomocą którego bakterie pobierają fragmenty DNA ze środowiska i włączają go do chromosomów. Po udanej transformacji komórka biorca (transformant) zyskuje pewne cechy, które wcześniej nie były w niej obecne. U prokariotów, takich jak bakterie, transformacja zachodzi regularnie, gdy komórki istnieją w dużych ilościach, na przykład w przewodzie pokarmowym człowieka lub w bogatej glebie.

Rysunek 01: Transformacja

Aby przeprowadzić udaną transformację, bakteria powinna być wystarczająco kompetentna. Tak więc transformacja lub zdolność komórki do pobierania pozakomórkowego DNA ze środowiska zależy od kompetencji bakterii. Kompetencja zależy od zmiennych właściwości różnych gatunków bakterii. Transformacja może odbywać się sztucznie; czasami nawet dzieje się to naturalnie. Jeśli występuje naturalnie, zwiększa prawdopodobieństwo częstszego wywoływania choroby.

Co to jest transdukcja?

W przeciwieństwie do transformacji transdukcja wymaga wirusa jako czynnika do przenoszenia fragmentu DNA od komórki dawcy do komórki biorcy. Wirusy te są wirusami infekującymi bakterie lub bakteriofagami. Jak wszystkie wirusy, te bakteriofagi mają rdzeń DNA lub RNA otoczony warstwą białka. Bakteriofagi łączą się z powierzchniowymi receptorami bakterii i bezpośrednio wstrzykują wirusowy DNA do bakterii.

Transdukcja odbywa się na dwa sposoby: cykl lityczny lub cykl lizogeniczny. W cyklu litycznym fag wirusowy przenika do komórki gospodarza, niszczy chromosom gospodarza i replikuje się w komórce gospodarza. W końcu fagi te niszczą (lizują) tę samą komórkę gospodarza; dlatego nazywamy je zjadliwym fagiem. W przeciwieństwie do cyklu litycznego, bezpośrednia liza komórki bakteryjnej nie występuje w cyklu lizogenicznym. W cyklu lizogennym DNA faga integruje się z chromosomem gospodarza jako profag. Po integracji komórka gospodarza ulega replikacji DNA i binarnemu rozszczepieniu, w wyniku czego powstają kopie komórki gospodarza z profagami. Wreszcie proroctwa te wybaczą się z chromosomów gospodarza i przejdą do cyklu litycznego.

Rysunek 02: Transdukcja

Transdukcja jest użytecznym narzędziem w inżynierii genetycznej podczas wprowadzania obcego genu do bakterii. Warto także zrozumieć mechanizm, dzięki któremu leki antybiotykowe stają się nieskuteczne z powodu przenoszenia genów oporności na antybiotyki między bakteriami.

Jakie są podobieństwa między transformacją a transdukcją?

• Transformacja i transdukcja to dwa mechanizmy zaangażowane w poziomy transfer genów z jednej bakterii do drugiej.
• Te dwa mechanizmy przenoszą DNA w jednym kierunku.
• Jednak oba mechanizmy przenoszą bardzo niewiele DNA i nie przenoszą całego chromosomu komórkowego.
• Co więcej, zarówno transformacja, jak i transdukcja są ważnymi narzędziami w biologii molekularnej i inżynierii genetycznej.

Jaka jest różnica między transformacją a transdukcją?

Transformacja jest genetyczną zmianą bakterii poprzez bezpośrednie pobieranie i inkorporację egzogennego DNA z ich otoczenia. Z drugiej strony transdukcja to proces, w którym wirus przenosi materiał genetyczny z jednej bakterii do drugiej. Jest to więc kluczowa różnica między transformacją a transdukcją. Transformację odkrył Fred Griffith w 1928 r., A transdukcję odkryli Norton Zinder i Joshua Lederberg w 1952 r. Ponadto nagie DNA przesuwa się po ścianie i błonie biorcy podczas transformacji bez pomocy wirusa. Ale transdukcja odbywa się przez bakteriofaga. Dlatego też możemy to uznać za różnicę między transformacją a transdukcją.

Ponadto podczas transformacji pozyskiwane są pozakomórkowe fragmenty DNA. Podczas transdukcji bakteriofag wstawia fragment DNA do bakterii. Jest to zatem istotna różnica między transformacją a transdukcją. Dodatkowo, kolejna różnica między transformacją a transdukcją polega na tym, że transfer plazmidu jest możliwy w transformacji, podczas gdy jest mało prawdopodobne, że nastąpi w transdukcji. Ponad nimi kolejną znaczącą różnicą między transformacją a transdukcją jest to, że transformacja jest podatna na DNAazę, podczas gdy transdukcja jest oporna na DNAazę.

Poniższa infografika przedstawia różnicę między transformacją a transdukcją jako porównanie obok siebie.

Podsumowanie - transformacja a transdukcja

Transformacja i transdukcja to dwa sposoby poziomego przenoszenia genów między bakteriami. Transformacja to proces bezpośredniego pobierania egzogennego DNA z otoczenia przez ścianę komórkową i błonę do komórki bakteryjnej i włączania jej do genomu. Z drugiej strony transdukcja to proces wstrzykiwania wirusowego DNA do komórek bakteryjnych przez bakteriofagi. Dlatego transdukcję wykonuje gospodarz wirusowy. Ponadto transformacja zachodzi naturalnie i sztucznie. To zależy od kompetencji bakterii. Transdukcja nie zależy od kompetencji bakterii. Transdukcja zachodzi w cyklu litycznym i lizogennym. Jest to zatem różnica między transformacją a transdukcją.

Odniesienie:

1. „5.1: Transformacja w bakteriach”. Biologia LibreTexts, Libretexts, 27 listopada 2017, Dostępne tutaj.
2. Griffiths, Anthony JF. „Transdukcja”. Wprowadzenie do analizy genetycznej. 7th Edition., U.S. National Library of Medicine, 1 stycznia 1970, Dostępne tutaj.
3. „Bezgraniczna mikrobiologia”. Lumen, dostępny tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Sztuczna transformacja bakteryjna” Autor: Amunroe13 - Praca własna (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia
2. „Transdukcja (genetyka) pl” Reytan z modyfikacjami Geni - zmodyfikowana wersja Image: Transduction (genetyka) .svg (domena publiczna) przez Commons Wikimedia