Razlika između generalizirane i specijalizirane transdukcije

Ključna razlika - Generalizirana vs specijalizirana transdukcija
 

Transdukcija je mehanizam koji bakteriofagom prenosi DNK iz jedne bakterije u drugu bakteriju. Bakteriofag je virus koji zaražava i razmnožava se unutar bakterije. Sposobna se pričvrstiti na stanicu bakterijske stanice i ubrizgati svoju DNA u bakteriju. Unutar bakterije se virusna DNK replicira i stvara potrebne komponente i enzime kako bi stvorili nove mnogo bakteriofaga. Tijekom ovog procesa bakterijska se DNK razgrađuje na komade i integrira s virusnim genomom ili se virusna DNA izravno integrira s bakterijskom DNA. Novi bakteriofagi nose bakterijsku DNK u sebi. Kada ti bakteriofagi inficiraju drugu bakteriju, dolazi do miješanja bakterijske DNK. Transdukcija se može dogoditi ili litičkim ciklusom ili lizogenim ciklusom na temelju vrste bakteriofaga. Dakle, postoje dvije vrste transdukcije, naime generalizirana transdukcija i specijalizirana transdukcija. Ključna razlika između generalizirane i specijalizirane pretvorbe je u tome generalizirana transdukcija vrši se virulentnim bakteriofazima u kojima se bakterijska stanica lizira kada se oslobode novih bakteriofaga dok specijalizirana transdukcija vrši se umjerenim bakteriofazima u kojima se bakterijska stanica ne lizira, a virusna DNA integrira se s bakterijskom DNK i opstaje u fazi profage unutar bakterija nekoliko generacija.

SADRŽAJ
1. Pregled i ključne razlike
2. Što je generalizirana transdukcija
3. Što je specijalizirana transdukcija
4. Usporedna usporedba - Generalizirana vs specijalizirana transdukcija
5. Sažetak

Što je generalizirana transdukcija?

Postoje dvije vrste bakteriofaga: virulentni i umjereni. Virulentni bakteriofag sposoban je ubiti bakteriju domaćina. Uvijek prolaze kroz litski životni ciklus što uzrokuje smrt domaćina bakterija. Infekcija bakterije virulentnim bakteriofagom i prenošenje bakterijske DNA u drugu bakteriju tijekom druge infekcije poznata je kao generalizirana transdukcija. Stoga se generalizirana transdukcija može definirati kao prijenos bakterijske DNA iz jedne bakterije u drugu bakteriju virulentnim bakteriofagom tijekom litskog ciklusa bakteriofaga. Prijenos bakterijske DNA događa se zbog pogrešaka u pakiranju genetskog materijala u novim fagama. Pakiranje novo replicirane virusne DNK u nove fage pokazuje malu vjernost. Stoga se tijekom pakiranja genetskog materijala mali dijelovi bakterijske DNK ili rekombinirana bakterijska DNA s virusnom DNK mogu pogrešno uključiti u fagove. Ako se slučajno u virusni kapsid ubacuje bakterijska DNK, druga infekcija uvodi ovu DNK u drugu bakteriju. Dakle, transdukcija se uspješno završava između dviju bakterija.

Nakon infekcije, virulentni fagi sposobni su kontrolirati bakterijske stanične strojeve da bi replicirali vlastiti DNK. Virus također postaje sposoban razgraditi bakterijski kromosom u male komade i uzrokuje nagli poremećaj bakterijske stijenke bakterija zbog oslobađanja okupljenih faga što uzrokuje smrt stanica.

Generalizirani postupak transdukcije

Generalizirana transdukcija brz je proces u kojem bakterije umiru u kratkom vremenskom razdoblju. Bakteriofag je sposoban razbiti bakterijsku DNK na komade, uništavajući bakterijsku stanicu. Koraci generalizirane transdukcije mogu se sumirati na sljedeći način.

1. Virulentni (litski) bakteriofag inficira bakteriju.
2. Genom faga ulazi u stanicu bakterija.
3. Virus upravlja metaboličkim mehanizmima metabolizma kako bi napravio vlastiti DNK i ostale potrebne komponente i enzime.
4. Bakterijska DNA hidrolizira u male komade.
5. Pakiranje genetskog materijala unutar novih faga. Povremeno se bakterijski fragmenti DNA spakiraju u nove fagatske kapside
6. Bakterijske stanice liziraju i oslobađaju nove fage.
7. Kad transducirani fag inficira drugu bakteriju, prethodna bakterijska DNA se integrira u novu.

Slika 01: Generalizirani postupak transdukcije

Što je specijalizirana transdukcija?

Umjereni bakteriofagi pokazuju lizogene životne cikluse. Oni su uključeni u specijalizirani postupak transdukcije u kojem se fragment bakterijske DNA zbog pogreške prenese iz jedne bakterije u drugu. Stoga se specijalizirana transdukcija može definirati kao prijenos bakterijske DNA donora u drugu bakteriju od strane umjerenih bakteriofaga. Kad umjereni fagi inficiraju bakterije, oni su u stanju integrirati virusnu DNK u bakterijski kromosom i ostati u fazi profaga nekoliko bakterijskih generacija, ne oslobađajući ga iz bakterijskog genoma. Tijekom replikacije bakterijskog genoma virusna DNA podliježe replikaciji i ulazi u nove bakterijske stanice i opstaje. Međutim, kada se određeni čimbenici induciraju profagi, virusni se DNK odvaja od bakterijskog kromosoma. Ponekad se tijekom odvajanja fragmenti bakterijskih kromosoma odvajaju i ostaju vezani za DNK profaga. Zbog indukcije, fagi nakon toga prolaze litski ciklus. Virusni genom replicira s priloženom bakterijskom DNA i pakira se unutar novih kapsida i stvara nove fage. Novi fagi liziraju bakterijsku stanicu lizom. Kada novi fag inficira drugu bakteriju, bakterijska DNA se prenosi na njega.

Specijalizirani postupak pretvorbe

Koraci specijalizirane transdukcije mogu se sažeti na sljedeći način.

1. Umjereni bakteriofag inficira bakteriju.
2. Virusna DNA integrira se u bakterijski kromosom i postaje faza profaga
3. Virusna DNA ostaje unutar bakterija nekoliko generacija
4. Nakon spontane indukcije, virusna DNA odvaja bakterijsku kromosomsku DNK.
5. Fragmenti bakterijske DNK odvajaju se od bakterijskog kromosoma s virusnom DNK.
6. Virusna DNA se replicira zajedno s bakterijskim genima i pakira unutar novih kapsida i stvara nove fage.
7. Bakterijske stanice liziraju i oslobađaju nove fage.
8. Novi fagi inficiraju nove bakterije.
9. Bakterijska se DNA tijekom infekcije miješa s novim bakterijama.

   

   Slika 02: Specijalizirana transdukcija prikazana lambda fagom

Koja je razlika između generalizirane i specijalizirane transdukcije?

Generalizirano vs specijalizirana transdukcija
Generalizirana transdukcija vrši se virulentnim ili litskim bakteriofazima.	Specijalizirana transdukcija vrši se umjerenim fagama.
Životni ciklus
Generalizirana transdukcija prolazi kroz litski ciklus	Specijalizirana transdukcija prolazi lizogeni ciklus.
Liste bakterija
Bakterijske ćelije brzo liziraju.	Bakterijske stanice se ne liziraju brzo, ali opstaju nekoliko generacija.
Pakiranje genetskog materijala
Dio bakterijske DNA donora zatvoren je u virusnu kapsidu u generaliziranoj transdukciji	Mali dijelovi bakterijske DNA ostaju vezani za virusnu DNK tijekom odvajanja od bakterijskog kromosoma i pakiraju se u nove kapside.
Integracija virusne DNK
Virusna DNK nije integrirana u bakterijski kromosom.	Integrira se bakterijska i virusna DNA.
Hidroliza bakterijske DNK
Bakterijska DNA virus hidrolizira u komadiće.	Bakterijska DNK se ne hidrolizira.
Proizvodnja Prophagea
Ne postoji tvorba profaga tijekom generalizirane transdukcije.	Profagi nastaju tijekom specijaliziranih transdukcija.

Sažetak - Generalizirano vs specijalizirana transdukcija

Transdukcija je proces prenošenja bakterijske DNA iz jedne bakterije u drugu virusom. To je prirodan proces koji se odvija kroz litski ili lizogeni ciklus. Virulentni fagi pokazuju generaliziranu transdukciju. Umjereni fagi pokazuju specijaliziranu transdukciju. Tijekom generalizirane transdukcije, virus uništava bakterijsku stanicu. U specijaliziranoj transdukciji bakterijske stanice se ne brzo uništavaju, osim ako nema indukcije. To je glavna razlika između generalizirane i specijalizirane transdukcije. Virusna DNK integrira se u bakterijski kromosom u specijaliziranoj transdukciji, a integracija se ne događa u generaliziranoj transdukciji.

Referenca:
1. Neograničeno. "Bakterijska transdukcija - Otvoreni udžbenik bez granica." Bezgranična. Neograničeno, 8. kolovoza 2016. Web. 26. travnja 2017
2. "Transdukcija - generalizirana transdukcija." Članci s kromosomima, genetičarima, virusima i DNK - JRank. N.p., n.d. Mreža. 26. travnja 2017
"Transdukcija (prokarioti)." Vijesti prirode. Nature Publishing Group, n.d. Mreža. 26. travnja 2017

Ljubaznošću slike:
1. "Lytic Cycle" xxoverflowed (CC BY 2.0) putem Flickr-a
2. "Lambda Phage" Tinastella - Vlastito djelo (Public Domain) putem Commons Wikimedia