Erinevus üldistatud ja spetsialiseeritud transduktsiooni vahel

Peamine erinevus - üldistatud vs spetsialiseeritud transduktsioon
 

Transduktsioon on mehhanism, mis kannab bakteriofaagi abil DNA ühest bakterist teise bakteri. Bakteriofaag on viirus, mis nakatab ja paljuneb bakteris. See on võimeline kinnituma bakteriraku seina külge ja süstima oma DNA bakterisse. Bakteri sees reprodutseerib viiruse DNA ja loob vajalikud komponendid ja ensüümid uute paljude bakteriofaagide valmistamiseks. Selle protsessi käigus laguneb bakteriaalne DNA tükkideks ja integreerub viiruse genoomiga või viiruse DNA integreerub otse bakteri DNA-ga. Uutes bakteriofaagides on bakteri DNA sees. Kui need bakteriofaagid nakatavad teisi baktereid, toimub bakteriaalse DNA segunemine. Ülekanne võib toimuda kas lüütilise tsüklina või lüsogeense tsükliga bakteriofaagi tüübist lähtuvalt. Seega on transduktsiooni kahte tüüpi, nimelt üldine transduktsioon ja spetsialiseeritud transduktsioon. Peamine erinevus üldistatud ja spetsialiseeritud transduktsiooni vahel on see üldistatud transduktsiooni teostavad virulentsed bakteriofaagid, milles uute rakkude vabastamisel bakterirakk lüüsitakse samas spetsialiseeritud transduktsiooni teostavad parasvöötme bakteriofaagid, milles bakterirakku ei lüüsita ning viiruse DNA integreerub bakteriaalse DNA-ga ja säilib bakterite faasi faasis mitu põlvkonda.

SISU
1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on üldistatud transduktsioon
3. Mis on spetsialiseeritud transduktsioon
4. Kõrvuti võrdlus - üldistatud vs spetsialiseeritud transduktsioon
5. Kokkuvõte

Mis on üldistatud transduktsioon?

Bakteriofaage on kahte tüüpi: virulentsed ja parasvöötmed. Virulentne bakteriofaag on võimeline peremeesbakterit tapma. Nad läbivad alati lüütilise elutsükli, mis põhjustab peremeesbakterite surma. Bakteri nakatumist virulentse bakteriofaagiga ja bakteri DNA ülekandmist teise bakterisse teise nakatumise ajal nimetatakse üldiseks transduktsiooniks. Seega võib üldistatud transduktsiooni määratleda kui bakteri DNA ülekandmist ühest bakterist teise bakterisse virulentse bakteriofaagi abil bakteriofaagi lüütilise tsükli jooksul. Bakteriaalne DNA ülekanne toimub geneetiliste materjalide pakendamise vigade tõttu uutes faagides. Äsja replitseeritud viiruse DNA pakendamine uutesse faagidesse näitab vähest täpsust. Seega saab geneetilise materjali pakendamise käigus lisada faagidesse valesti bakteri DNA väikesi tükke või viiruse DNA-ga rekombineeritud DNA-d. Kui bakteriaalne DNA sisestatakse viiruse kapsiidi sisse juhuslikult, viib teine ​​nakkus selle DNA teise bakterisse. Seega lõpeb transduktsioon kahe bakteri vahel edukalt.

Pärast nakatumist on virulentsed faagid võimelised kontrollima bakterirakkude mehhanisme, et replitseerida tema enda DNA-d. Viirus on võimeline ka lagundama bakteri kromosoomi väikesteks tükkideks ja põhjustab bakteriraku seina järsku purunemist kokkupandud faagide vabanemiseks, põhjustades rakusurma.

Üldine ülekandeprotsess

Üldistatud transduktsioon on kiire protsess, milles bakterid surevad lühikese aja jooksul. Bakteriofaag on võimeline lõhustama bakteri DNA tükkideks, hävitades bakteriraku. Üldistatud transduktsiooni etapid võib kokku võtta järgmiselt.

1. Virulentne (lüütiline) bakteriofaag nakatab bakteri.
2. Faagi genoom siseneb bakterirakku.
3. Viirus reguleerib bakteriaalsete ainevahetusmehhanisme, et luua oma DNA ja muud vajalikud komponendid ning ensüümid.
4. Bakteriaalne DNA hüdrolüüsub väikesteks tükkideks.
5. Uute faagide sees olevad geneetilised materjalipakid. Mõnikord pakendavad bakteriaalsed DNA fragmendid uutesse faagi kapsiididesse
6. Bakteriaalne rakk lüüsib ja vabastab uued faagid.
7. Kui edastatud faag nakatab teise bakteri, integreerub eelmine bakteri DNA uueks.

Joonis 01: Üldine transduktsiooniprotsess

Mis on spetsialiseeritud transduktsioon?

Mõõdukatel bakteriofaagidel on lüsogeensed elutsüklid. Nad on seotud spetsiaalse transduktsiooniprotsessiga, mille käigus bakteri DNA fragment kantakse vea tõttu ühest bakterist teise bakteri. Seega võib spetsialiseeritud transduktsiooni määratleda doonori bakteriaalse DNA ülekandumisena teise bakterisse parasvöötme bakteriofaagide kaudu. Kui parasvöötme faagid nakatavad baktereid, on nad võimelised integreerima viiruse DNA bakteri kromosoomi ja püsima profaagi staadiumis mitu bakteripõlvkonda, vabastamata seda bakteri genoomist. Bakteri genoomi replikatsiooni ajal allub viiruse DNA replikatsioonile, siseneb uutesse bakterirakkudesse ja jääb ellu. Kuid kui teatud tegurid kutsuvad profaasid esile, eraldub viiruse DNA bakterkromosoomist. Mõnikord eralduvad selle eraldumise ajal bakteriaalsete kromosoomide fragmendid ja jäävad fikseeritud DNA külge. Induktsiooni tõttu läbivad faagid pärast seda lüütilise tsükli. Viiruse genoom replitseerub kinnitatud bakteriaalse DNA-ga ja pakendub uute kapsiidide sisse ning moodustab uusi faage. Uued faagid vabastavad bakteriraku lüüsi teel. Kui uus faag nakatab teise bakteri, siirdub sellesse bakteriaalne DNA.

Spetsialiseeritud transduktsiooniprotsess

Spetsialiseeritud transduktsiooni etapid võib kokku võtta järgmiselt.

1. Mõõdukas bakteriofaag nakatab bakteri.
2. Viiruse DNA integreerub bakteri kromosoomi ja sellest saab faasi staadium
3. Viiruse DNA jääb bakteritesse mitme põlvkonna jooksul
4. Spontaanse induktsiooni korral eraldab viiruse DNA bakteri kromosomaalse DNA.
5. Bakteriaalse DNA fragmendid eralduvad bakteri kromosoomist viiruse DNA-ga.
6. Viiruse DNA replitseerub koos bakteriaalsete geenidega ja pakendub uute kapsiidide sisse ning moodustab uusi faage.
7. Bakteriaalne rakk lüüsib ja vabastab uued faagid.
8. Uued faagid nakatavad uusi baktereid.
9. Bakteriaalne DNA seguneb nakkuse ajal uute bakteritega.

   

   Joonis 02: Spetsiaalne transduktsioon, mida näitab lambda-faag

Mis vahe on üldistatud ja spetsialiseeritud transduktsiooni vahel??

Üldistatud vs spetsialiseeritud transduktsioon
Üldistatud transduktsioon toimub virulentsete või lüütiliste bakteriofaagide abil.	Spetsiaalset transduktsiooni teostavad parasvöötme faagid.
Eluring
Üldistatud transduktsioon läbib lüütilise tsükli	Spetsialiseeritud transduktsioon läbib lüsogeense tsükli.
Bakterite lüüsimine
Bakteriaalne rakk lüüsib kiiresti.	Bakterirakke ei lüüsita kiiresti, vaid nad elavad mitu põlvkonda.
Geneetilise materjali pakendamine
Osa doonori bakteriaalsest DNAst suletakse viiruse kapsiidi sisse üldises transduktsioonis	Bakteriaalse DNA väikesed osad jäävad bakteri kromosoomist eraldumise ajal viiruse DNA külge kinnituma ja pakitakse uutesse kapsiididesse.
Viirusliku DNA integreerimine
Viiruse DNA ei ole integreeritud bakteri kromosoomi.	Bakteriaalne ja viiruslik DNA integreeruvad.
Bakteriaalse DNA hüdrolüüs
Bakteriaalne DNA hüdrolüüsib viiruse abil tükkideks.	Bakteriaalset DNA-d ei hüdrolüüsita.
Prophage'i tootmine
Üldistatud transduktsiooni ajal ei ole profaagi moodustumist.	Profaagid moodustuvad spetsialiseeritud transduktsiooni ajal.

Kokkuvõte - üldistatud vs spetsialiseeritud transduktsioon

Transduktsioon on protsess, mille käigus bakteriaalne DNA kandub viiruse kaudu ühest bakterist teise. See on loomulik protsess, mis toimub läbi lüütiliste või lüsogeensete tsüklite. Virulentsed faagid näitavad üldist transduktsiooni. Mõõdukad faagid näitavad spetsiaalset transduktsiooni. Üldistatud transduktsiooni ajal hävitab viirus bakteriraku. Spetsialiseeritud transduktsiooni korral ei hävitata bakterirakke kiiresti, kui seda ei esine. See on peamine erinevus üldistatud ja spetsialiseeritud transduktsiooni vahel. Viiruse DNA integreerub spetsiaalse transduktsiooni käigus bakteri kromosoomi ja üldist transduktsiooni ei toimu.

Viide:
1. piiritu. “Bakteriaalne transduktsioon - piirideta avatud õpik.” Piiritu. Piirideta, 8. august 2016. Veeb. 26. aprill 2017
2. “Transduktsioon - üldistatud transduktsioon”. Kromosoomi-, geneetiliste-, viirus- ja dna-artiklid. N.p., n.d. Võrk. 26. aprill 2017
“Transduktsioon (prokarüootid).” Loodusuudised. Looduskirjastusrühm, n.d. Võrk. 26. aprill 2017

Pilt viisakalt:
1. “Lüütiline tsükkel” xxovered (CC BY 2.0) kaudu Flickr
2. “Lambda faag” Tinastella poolt - Oma töö (avalik omand) Commonsi Wikimedia kaudu