Transformatsiooni ja transduktsiooni erinevus

võtme erinevus transformatsiooni ja transduktsiooni vahel on see transformatsioon on mehhanism, mis muudab bakterite geneetilist materjali otsese imendumise kaudu eksogeenne geneetiline materjal selle ümbrusest läbi rakumembraan ja selle integreerimine genoomi, samal ajal kui transduktsioon on võõra DNA süstimine a-ga bakteriofaag viirus peremeesbakterisse.

Konjugatsioon on tuntud DNA rekombinatsiooni meetod, mida võib leida nii eukarüootides kui ka prokarüootides. Teadlased on avastanud, et DNA on võimalik ühest bakterirakust teise üle kanda kahe teise mehhanismi abil: transformatsioon ja transduktsioon. Sarnaselt konjugatsioonile viivad need kaks mehhanismi DNA ühes suunas ja homoloogsetes DNA piirkondades toimub alleelide vahel rekombinatsioon. Mõlemad mehhanismid kannavad väga väheses koguses DNA-d üle kogu raku kromosoomi.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on transformatsioon
3. Mis on transduktsioon
4. Transformatsiooni ja transduktsiooni sarnasused
5. Kõrvuti võrdlus - transformatsioon vs transduktsioon tabelina
6. Kokkuvõte

Mis on transformatsioon?

Londoni Briti tervishoiuministeeriumi meditsiiniametnik Fred Griffith avastas transformatsiooni protsessi 1928. aastal. See on mehhanism, mille abil bakterid võtavad keskkonnast pärit DNA fragmente ja inkorporeerivad selle oma kromosoomidesse. Pärast edukat transformatsiooni saab retsipientrakk (transformaator) mõned omadused, mida sellel varem polnud. Prokarüootides, nagu bakterid, toimub transformatsioon regulaarselt, kui rakke eksisteerib palju, näiteks inimese soolestikus või rikkalikus pinnases.

Joonis 01: Ümberkujundamine

Eduka muundamise läbiviimiseks peaks bakter olema piisavalt pädev. Seega sõltub raku transformatsioon või võime keskkonnast rakuvälist DNA-d omastada bakteri kompetentsusest. Pädevus sõltub bakteriliikide varieeruvatest omadustest. Ümberkujundamist saab teha kunstlikult; mõnikord esineb see isegi looduslikult. Loodusliku esinemise korral suurendab see haiguse põhjustamise võimalust sagedamini.

Mis on transduktsioon?

Erinevalt transformatsioonist nõuab transduktsioon DNA-fragmendi kandmiseks doonorist retsipientrakku viirust. Need viirused on baktereid nakatavad viirused või bakteriofaagid. Nagu kõigil viirustel, on ka nendel bakteriofaagidel DNA või RNA tuum, mis on ümbritsetud valgukattega. Bakteriofaagid kinnituvad bakterite pinna retseptoritesse ja süstivad viiruse DNA otse bakteritesse.

Transduktsioon toimub kahel viisil: lüütiline tsükkel või lüsogeenne tsükkel. Lüütilises tsüklis tungib viirusfaag peremeesrakku, hävitab peremehe kromosoomi ja replitseerib end peremeesrakus. Lõpuks need faagid hävitavad (lüüsivad) sama peremeesraku; seetõttu kutsume neid virulentseteks faagideks. Erinevalt lüütilisest tsüklist ei toimu bakteriraku otsest lüüsimist lüsogeenses tsüklis. Lüsogeense tsükli käigus integreerub faagi DNA peremehe kromosoomiga profaagina. Pärast integreerumist toimub peremeesrakus DNA replikatsioon ja binaarne lõhustumine, mille tulemuseks on peremeesraku koopiad koos profaagidega. Lõpuks vabastavad need profaadid end peremeesorganismi kromosoomidest ja lähevad edasi lüütilise tsükli juurde.

Joonis 02: Ülekanne

Transduktsioon on kasulik vahend geenitehnoloogias võõra geeni sisseviimisel bakteritesse. Samuti on kasulik mõista mehhanismi, mille abil antibiootikumid muutuvad ebaefektiivseks tänu antibiootikumiresistentsuse geenide ülekandumisele bakterite vahel.

Millised on transformatsiooni ja transduktsiooni sarnasused?

• Transformatsioon ja transduktsioon on kaks mehhanismi, mis on seotud geeni horisontaalse ülekandmisega ühest bakterist teise.
• Need kaks mehhanismi kannavad DNAd ühes suunas.
• Mõlemad mehhanismid aga kannavad väga väheses koguses DNA-d üle kogu raku kromosoomi.
• Lisaks on nii transformatsioon kui ka transduktsioon olulised vahendid molekulaarbioloogias ja geenitehnoloogias.

Mis vahe on transformatsioonil ja transduktsioonil??

Transformatsioon on bakterite geneetiline muundamine nende ümbrusest eksogeense DNA otsese omastamise ja sisestamise kaudu. Teisest küljest on transduktsioon protsess, mille käigus viirus kannab geneetilist materjali ühest bakterist teise. Niisiis, see on peamine erinevus transformatsiooni ja transduktsiooni vahel. Fred Griffith avastas transformatsiooni 1928. aastal, transduktsiooni avastasid Norton Zinder ja Joshua Lederberg 1952. Lisaks liigub paljas DNA transformatsiooni ajal viiruse abita üle vastuvõtja seina ja membraani. Kuid transduktsiooni teeb bakteriofaag. Seetõttu võime seda ka pidada teisenduse ja transduktsiooni erinevuseks.

Lisaks omandavad transformatsiooni käigus rakuvälised DNA fragmendid. Transduktsiooni korral sisestab bakteriofaag DNA fragmendi bakteriteks. Seega on see oluline erinevus transformatsiooni ja transduktsiooni vahel. Lisaks on transformatsiooni ja transduktsiooni täiendavaks erinevuseks see, et plasmiidi ülekandmine on transformatsioonis võimalik, samal ajal kui transduktsioon seda tõenäoliselt ei toimu. Lisaks on veel üks oluline erinevus transformatsiooni ja transduktsiooni vahel selles, et transformatsioon on vastuvõtlik DNAaasile, samas kui transduktsioon on DNAaasi suhtes resistentne.

Allpool on infograafik kujutatud teisenduse ja transduktsiooni erinevust võrdlusena.

Kokkuvõte - transformatsioon vs transduktsioon

Transformatsioon ja transduktsioon on kaks geeni horisontaalse ülekandmise viisi bakterite vahel. Transformatsioon on eksogeense DNA otsene omastamine ümbritsevast rakuseina ja membraani kaudu bakterirakku ja selle genoomi integreerumine. Teisest küljest on transduktsioon viiruse DNA süstimine bakterirakkudesse bakteriofaagide abil. Seega teeb transduktsiooni viiruse peremeesorganism. Lisaks toimub muundamine looduslikult ja kunstlikult. See sõltub bakterite kompetentsist. Transduktsioon ei sõltu bakterite kompetentsusest. Transduktsioon toimub lüütilise ja lüsogeense tsükli kaudu. Seega on see erinevus transformatsiooni ja transduktsiooni vahel.

Viide:

1. “5.1: Transformatsioon bakterites.” Bioloogia LibreTexts, Libretexts, 27. november 2017, saadaval siin.
2. Griffiths, Anthony JF. "Ülekanne." Sissejuhatus geneetilisse analüüsi. 7. väljaanne., USA Riiklik Meditsiiniraamatukogu, 1. jaanuar 1970, saadaval siit.
3. “Piirideta mikrobioloogia.” Luumen, saadaval siit.

Pilt viisakalt:

1. Amunroe13 “Kunstlik bakteriaalne transformatsioon” - Omad tööd (CC BY-SA 3.0) Commonsi Wikimedia kaudu
2. “Transduktsioon (geneetika) en” Reytani poolt koos Geni modifikatsioonidega - pildi muudetud versioon: Transduction (geneetika) .svg (Public Domain) Commonsi Wikimedia kaudu