Razlika između transformacije i transdukcije

ključna razlika između transformacije i transdukcije je to transformacija je mehanizam koji mijenja genetski materijal bakterija izravnim unosom egzogeni genetski materijal iz okolice kroz stanična membrana i njegovo uklapanje u genom dok je transdukcija ubrizgavanje strane DNA pomoću a bakteriofaga virus u bakteriju domaćina.

Konjugacija je dobro poznata metoda rekombinacije DNA koja se može naći i u eukariotima i u prokariotu. Znanstvenici su otkrili da je moguće prenijeti DNA iz jedne bakterijske stanice u drugu pomoću još dva mehanizma: transformacije i transdukcije. Slično kao konjugacija, ova dva mehanizma prenose DNK u jednom smjeru, a rekombinacija se odvija između alela u homolognim DNA područjima. Oba mehanizma prenose vrlo malo količine DNK i ne prebacuju cijeli stanični kromosom.

SADRŽAJ

1. Pregled i ključne razlike
2. Što je transformacija
3. Što je transdukcija
4. Sličnosti između transformacije i transdukcije
5. Usporedna usporedba - Transformacija vs Transdukcija u tabelarnom obliku
6. Sažetak

Što je transformacija?

Fred Griffith, medicinski službenik britanskog Ministarstva zdravlja u Londonu, otkrio je proces transformacije 1928. To je mehanizam pomoću kojeg bakterije preuzimaju DNK fragmente iz okoliša i ugrađuju ih u svoje kromosome. Nakon uspješne transformacije, stanica primatelja (transformant) stječe neke karakteristike koje ranije nisu bile unutar nje. U prokariotima poput bakterija, transformacija se događa redovito kada stanice postoje u velikom broju, kao što je ljudski crijevni trakt ili u bogatom tlu.

Slika 01: Transformacija

Da bi provela uspješnu transformaciju, bakterija bi trebala biti dovoljno kompetentna. Dakle, transformacija ili sposobnost stanice da apsorbira izvanćelijsku DNK iz okoline ovisi o kompetenciji bakterije. Kompetencija ovisi o promjenjivim svojstvima bakterijskih vrsta. Transformacija se može izvršiti umjetno; ponekad se javlja čak i prirodno. Ako se dogodi prirodnim putem, povećava se mogućnost češćeg izazivanja bolesti.

Što je transdukcija?

Za razliku od transformacije, transdukcija zahtijeva virus kao agens koji nosi fragment DNA od davatelja do stanice primatelja. Ti su virusi virusi koji zaražavaju bakterije ili bakteriofage. Kao i svi virusi, i ovaj bakteriofag ima jezgru DNA ili RNA okruženu slojem proteina. Bakteriofagi se pričvršćuju na površinske receptore bakterija i izravno ubrizgavaju virusnu DNK u bakterije.

Transdukcija se događa na dva načina: litski ciklus ili lizogeni ciklus. U litičkom ciklusu virusni fag prodire u stanicu domaćina, uništava kromosom domaćina i replicira se unutar stanice domaćina. Na kraju, ti fagovi uništavaju (liziraju) istu stanicu domaćina; stoga ih nazivamo virulentnim fagama. Za razliku od litskog ciklusa, u lizogenom ciklusu ne dolazi do izravne lize bakterijske stanice. U lizogenom ciklusu DNA faga integrira se s kromosomom domaćina kao profagom. Nakon integracije, stanica domaćina prolazi replikaciju DNA i binarnu fisiju, što rezultira kopijom stanice domaćina s profagovima. Konačno, ovi će se profagi oprostiti od kromosoma domaćina i otići će u litski ciklus.

Slika 02: Transdukcija

Transdukcija je koristan alat u genetskom inženjeringu pri uvođenju stranog gena u bakterije. Također je korisno razumjeti mehanizam pomoću kojeg antibiotski lijekovi postaju neučinkoviti zbog prijenosa gena otpornosti na antibiotike između bakterija.

Koje su sličnosti između transformacije i transdukcije?

• Transformacija i transdukcija dva su mehanizma koji sudjeluju u horizontalnom prijenosu gena iz jedne bakterije u drugu bakteriju.
• Ova dva mehanizma prenose DNK u jednom smjeru.
• Međutim, oba mehanizma prenose vrlo malo količine DNK i ne prebacuju cijeli stanični kromosom.
• Nadalje, i transformacija i transdukcija važni su instrumenti u molekularnoj biologiji i genetskom inženjerstvu.

Koja je razlika između transformacije i transdukcije?

Transformacija je genetska promjena bakterija izravnim unosom i ugradnjom egzogene DNK iz njihove okoline. S druge strane, transdukcija je proces kojim virus prenosi genetski materijal iz jedne bakterije u drugu. Dakle, to je ključna razlika između transformacije i transdukcije. Transformaciju je otkrio Fred Griffith 1928. godine dok su transdukciju otkrili Norton Zinder i Joshua Lederberg 1952. Štoviše, goli DNK se tijekom transformacije kreće po zidu i membrani primatelja bez pomoći virusa. Ali, transdukciju vrši bakteriofag. Stoga i ovo možemo shvatiti kao razliku između transformacije i transdukcije.

Nadalje, transformacijom se dobivaju vanćelijski fragmenti DNA. U transdukciji, bakteriofag ubacuje fragment DNA u bakterije. Dakle, ovo je značajna razlika između transformacije i transdukcije. Uz to, daljnja razlika između transformacije i transdukcije je u tome što je plazmidni prijenos moguć u transformaciji, dok se vjerojatno neće dogoditi transdukcija. Iznad ovih, još jedna značajna razlika između transformacije i transdukcije je da je transformacija osjetljiva na DNAase dok je transdukcija rezistentna na DNAase.

Ispod infografike prikazana je razlika između transformacije i transdukcije kao usporedna usporedba.

Sažetak - Transformacija vs Transdukcija

Transformacija i transdukcija dva su načina horizontalnog prijenosa gena među bakterijama. Transformacija je proces izravnog unošenja egzogene DNK iz okoline preko stanične stijenke i membrane u stanicu bakterija i ugradnju u njen genom. S druge strane, transdukcija je proces ubrizgavanja virusne DNK u bakterijske stanice bakteriofazima. Dakle, transdukciju vrši virusni domaćin. Nadalje, transformacija se odvija prirodno i umjetno. Ovisi o kompetenciji bakterija. Transdukcija ne ovisi o kompetenciji bakterija. Transdukcija se odvija putem litskog i lizogenog ciklusa. Dakle, to je razlika između transformacije i transdukcije.

Referenca:

1. "5.1: Transformacija u bakterijama." Biology LibreTexts, Libretexts, 27. studenog 2017., dostupno ovdje.
2. Griffiths, Anthony JF. „Transdukcija”. Uvod u genetsku analizu. 7. izdanje., Američka nacionalna medicinska knjižnica, 1. siječnja 1970., dostupno ovdje.
3. "Mikrobiologija bez granica." Lumen, dostupno ovdje.

Ljubaznošću slike:

1. "Umjetna bakterijska transformacija" autor Amunroe13 - Vlastiti rad (CC BY-SA 3.0) putem Commons Wikimedia
2. “Transdukcija (genetika) hr” Autor Reytan s Genijevim modifikacijama - modificirana verzija slike: Transdukcija (genetika) .svg (Public Domain) putem Commons Wikimedia