Atšķirība starp pārveidošanu un pārveidošanu

galvenā atšķirība starp transformāciju un transdukciju tas ir transformācija ir mehānisms, kas maina baktēriju ģenētisko materiālu, tieši uzņemot baktērijas eksogēns ģenētiskais materiāls no tās apkārtnes caur šūnu membrānu un tā iekļaušana genomā, kamēr transdukcija ir svešas DNS ievadīšana ar bakteriofāgs vīruss saimnieka baktērijā.

Konjugācija ir plaši pazīstama DNS rekombinācijas metode, ko var atrast gan eikariotos, gan prokariotos. Zinātnieki ir atklājuši, ka ir iespējams pārnest DNS no vienas baktēriju šūnas uz otru ar diviem citiem mehānismiem: transformāciju un transdukciju. Līdzīgi kā konjugācijai, šie divi mehānismi pārnes DNS vienā virzienā, un starp alēļiem homologos DNS reģionos notiek rekombinācija. Abi mehānismi pārnes ļoti maz DNS daudzumu un nenodod visu šūnu hromosomu.

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir transformācija
3. Kas ir transdukcija
4. Transformācijas un transdukcijas līdzības
5. Salīdzinājums blakus - transformācija vs transdukcija tabulas formā
6. Kopsavilkums

Kas ir transformācija?

Freds Grifits, Lielbritānijas Veselības ministrijas Londonas medicīnas darbinieks, atklāja transformācijas procesu 1928. gadā. Tas ir mehānisms, ar kura palīdzību baktērijas izvada DNS fragmentus no vides un iestrādā to savās hromosomās. Pēc veiksmīgas transformācijas saņēmēja šūna (transformants) iegūst dažas īpašības, kuras iepriekš tajā nebija. Prokariotos, piemēram, baktērijās, transformācija notiek regulāri, ja šūnas eksistē lielā skaitā, piemēram, cilvēka zarnu traktā vai bagātā augsnē.

01. attēls. Pārveidošana

Lai veiksmīgi veiktu pārveidošanu, baktērijai jābūt pietiekami kompetentai. Tādējādi šūnas transformācija vai spēja absorbēt ārpusšūnu DNS no vides ir atkarīga no baktērijas kompetences. Kompetence ir atkarīga no baktēriju sugu mainīgajām īpašībām. Pārveidošanu var veikt mākslīgi; dažreiz tas notiek pat dabiski. Ja tas notiek dabiski, tas palielina slimības izraisīšanas potenciālu biežāk.

Kas ir pārveidošana?

Atšķirībā no transformācijas, transdukcijai nepieciešams vīruss kā aģents, kas DNS fragmentu pārvadā no donora uz saņēmēja šūnu. Šie vīrusi ir baktērijas inficējoši vīrusi vai bakteriofāgi. Tāpat kā visiem vīrusiem, arī šiem bakteriofāgiem ir DNS vai RNS kodols, ko ieskauj olbaltumvielu apvalks. Bakteriofāgi piestiprinās pie baktēriju virsmas receptoriem un tieši vīrusu DNS ievada baktērijās.

Transdukcija notiek divos veidos: lītiskajā ciklā vai lizogēnajā ciklā. Lītiskajā ciklā vīrusu fāgi iekļūst saimnieka šūnā, iznīcina saimnieka hromosomu un replicējas saimniekorganisma šūnā. Galu galā šie fāgi iznīcina (lizē) to pašu saimnieka šūnu; tāpēc mēs tos saucam par virulentiem fāgiem. Atšķirībā no lītiskā cikla, baktēriju šūnas tieša līze lizogēnajā ciklā nenotiek. Lizogēnajā ciklā fāgu DNS integrējas ar saimnieka hromosomu kā fāga. Pēc integrācijas saimniekorganisma šūnā notiek DNS replikācija un binārā šķelšanās, kā rezultātā saimniekorganisma šūnas tiek kopētas ar pāragām. Visbeidzot, šie profagi attaisnos sevi no saimnieku hromosomām un pāries uz lītisko ciklu.

Attēls 02: Pārveidošana

Transdukcija ir noderīgs rīks gēnu inženierijā, ieviešot svešu gēnu baktērijās. Ir arī noderīgi izprast mehānismu, kā antibiotiskās zāles kļūst neefektīvas, pateicoties antibiotiku rezistences gēnu pārnešanai starp baktērijām.

Kādas ir līdzības starp pārveidošanu un pārveidošanu?

• Transformācija un transdukcija ir divi mehānismi, kas iesaistīti gēnu horizontālā pārnešanā no vienas baktērijas uz otru.
• Šie divi mehānismi pārnes DNS vienā virzienā.
• Tomēr abi mehānismi pārnes ļoti maz DNS daudzumu un nenodod visu šūnu hromosomu.
• Turklāt gan transformācija, gan transdukcija ir svarīgi instrumenti molekulārajā bioloģijā un gēnu inženierijā.

Kāda ir atšķirība starp pārveidošanu un pārveidošanu?

Transformācija ir baktēriju ģenētiska pārveidošana, tieši absorbējot un inkorporējot eksogēno DNS no apkārtnes. No otras puses, transdukcija ir process, kurā vīruss pārnes ģenētisko materiālu no vienas baktērijas uz otru. Tātad, šī ir galvenā atšķirība starp transformāciju un transdukciju. Pārveidošanu Freds Grifits atklāja 1928. gadā, savukārt transdukciju atklāja Nortons Zinders un Džošua Lederbergs 1952. gadā. Turklāt neapbruņotā DNS transformācijas laikā pārvietojas pa saņēmēja sienu un membrānu bez vīrusa palīdzības. Bet transdukciju veic bakteriofāgs. Tāpēc arī mēs to varam uzskatīt par atšķirību starp transformāciju un transdukciju.

Turklāt transformācijā tiek iegūti ārpusšūnu DNS fragmenti. Transdukcijā bakteriofāgs DNS fragmentu ievieto baktērijās. Tāpēc šī ir būtiska atšķirība starp transformāciju un transdukciju. Turklāt vēl viena atšķirība starp transformāciju un transdukciju ir tā, ka plazmīda pārnešana ir iespējama transformācijā, kamēr tā nav iespējama transdukcijā. Virs tiem vēl viena būtiska atšķirība starp transformāciju un transdukciju ir tā, ka transformācija ir jutīga pret DNSāzi, bet transdukcija ir izturīga pret DNSāzi.

Zemāk infografikā ir salīdzināta atšķirība starp transformāciju un transdukciju.

Kopsavilkums - transformācija vs transdukcija

Transformācija un transdukcija ir divi horizontālā gēnu pārnešanas veidi baktēriju starpā. Transformācija ir eksogēna DNS tieša uzņemšana no apkārtējā caur šūnas sienu un membrānu baktēriju šūnā un iekļaušanās tās genomā. No otras puses, transdukcija ir vīrusa DNS ievadīšana baktēriju šūnās, izmantojot bakteriofāgus. Tādējādi transdukciju veic vīrusu saimnieks. Turklāt transformācija notiek dabiski un mākslīgi. Tas ir atkarīgs no baktēriju kompetences. Transdukcija nav atkarīga no baktēriju kompetences. Transdukcija notiek caur lītisko un lizogēno ciklu. Tādējādi šī ir atšķirība starp transformāciju un transdukciju.

Atsauce:

1. “5.1: Transformācija baktērijās.” Bioloģija LibreTexts, Libretexts, 2017. gada 27. novembris, pieejama šeit.
2. Grifits, Entonijs JF. “Transdukcija.” Ievads ģenētiskajā analīzē. 7. izdevums., ASV Nacionālā medicīnas bibliotēka, 1970. gada 1. janvāris, pieejams šeit.
3. “Neierobežota mikrobioloģija.” Lumen, pieejams šeit.

Attēla pieklājība:

1. Amunroe13 “Mākslīgā baktēriju transformācija” - Savs darbs (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia
2. “Transdukcija (ģenētika) lv” Autors Reitanns ar Geni modifikācijām - attēla modificētā versija: Transduction (ģenētika) .svg (Public Domain), izmantojot Commons Wikimedia