Ključna razlika - splošna in specializirana transdukcija
Transdukcija je mehanizem, ki z bakteriofagom prenese DNA iz ene bakterije v drugo. Bakteriofag je virus, ki okuži in razmnoži znotraj bakterije. Zmožen je pritrditi se na bakterijsko celično steno in vbrizgati svojo DNA v bakterijo. Znotraj bakterije se virusna DNA razmnožuje in ustvarja potrebne sestavine in encime za nastanek številnih novih bakteriofagov. Med tem postopkom se bakterijska DNA razgradi na koščke in se integrira z virusnim genomom ali pa se virusna DNA neposredno integrira z bakterijsko DNA. Novi bakteriofagi nosijo bakterijsko DNA v sebi. Ko ti bakteriofagi okužijo drugo bakterijo, pride do mešanja bakterijske DNA. Transdukcija se lahko zgodi bodisi z litičnim ciklom bodisi z lizogenim ciklom glede na vrsto bakteriofaga. Torej,obstajata dve vrsti transdukcije, in sicer splošna in specializirana transdukcija. Ključna razlika med generalizirano in specializirano transdukcijo je, da generalizirano transdukcijo opravijo virulentni bakteriofagi, v katerih se bakterijska celica lizira, ko se sprostijo novi bakteriofagi, medtem ko specializirano transdukcijo opravijo zmerni bakteriofagi, v katerih bakterijska celica ni lizirana in se virusna DNA integrira z bakterijsko DNA in preživi v fazi profaga v bakteriji več generacij. Ključna razlika med generalizirano in specializirano transdukcijo je, da generalizirano transdukcijo opravijo virulentni bakteriofagi, v katerih se bakterijska celica lizira, ko se sprostijo novi bakteriofagi, medtem ko specializirano transdukcijo opravijo zmerni bakteriofagi, v katerih bakterijska celica ni lizirana in se virusna DNA integrira z bakterijsko DNA in preživi v fazi profaga v bakteriji več generacij. Ključna razlika med generalizirano in specializirano transdukcijo je, da generalizirano transdukcijo opravijo virulentni bakteriofagi, v katerih se bakterijska celica lizira, ko se sprostijo novi bakteriofagi, medtem ko specializirano transdukcijo opravijo zmerni bakteriofagi, v katerih bakterijska celica ni lizirana in se virusna DNA integrira z bakterijsko DNA in preživi v fazi profaga v bakteriji več generacij.
VSEBINA
1. Pregled in ključna razlika
2. Kaj je splošna transdukcija
3. Kaj je specializirana transdukcija
4. Vzporedna primerjava - splošna in specializirana transdukcija
5. Povzetek
Kaj je splošna transdukcija?
Obstajata dve vrsti bakteriofagov: virulentni in zmerni. Virulentni bakteriofag je sposoben ubiti gostiteljsko bakterijo. Vedno so podvrženi litičnemu življenjskemu ciklu, ki povzroči smrt bakterij gostiteljic. Okužba bakterije z virulentnim bakteriofagom in prenos bakterijske DNA na drugo bakterijo med drugo okužbo je znana kot generalizirana transdukcija. Zato lahko generalizirano transdukcijo opredelimo kot prenos bakterijske DNA iz ene bakterije v drugo z virulentnim bakteriofagom med litičnim ciklusom bakteriofaga. Prenos bakterijske DNA se zgodi zaradi napak pri pakiranju genskega materiala v novih fagih. Pakiranje na novo replicirane virusne DNA v nove fage kaže majhno natančnost. Zato med pakiranjem genskega materialamajhne koščke bakterijske DNA ali rekombinirano bakterijsko DNA z virusno DNA lahko napačno vključimo v fage. Če se bakterijska DNA po naključju vstavi v virusno kapsido, druga okužba to DNA vnese v drugo bakterijo. Tako se transdukcija uspešno zaključi med dvema bakterijama.
Po okužbi so virulentni fagi sposobni nadzorovati mehanizem bakterijskih celic, da replicirajo svojo lastno DNA. Virus prav tako postane sposoben razgraditi bakterijski kromosom na majhne koščke in povzroči nenadne motnje celične stene bakterij za sproščanje sestavljenih fagov, kar povzroči celično smrt.
Splošni postopek pretvorbe
Generalizirana transdukcija je hiter proces, pri katerem bakterije v kratkem času umrejo. Bakteriofag je sposoben razbiti bakterijsko DNA na koščke in uničiti bakterijsko celico. Korake splošne transdukcije lahko povzamemo, kot sledi.
- Virulentni (litični) bakteriofag okuži bakterijo.
- Genom faga vstopi v bakterijsko celico.
- Virus upravlja bakterijske presnovne mehanizme, da ustvari svojo lastno DNA in druge potrebne sestavine in encime.
- Bakterijska DNA se hidrolizira na majhne koščke.
- Paketi genskega materiala znotraj novih fagov. Občasno se drobci bakterijske DNA pakirajo v nove fage kapside
- Bakterijske celice lizirajo in sproščajo nove fage.
- Ko transducirani fag okuži drugo bakterijo, se prejšnja bakterijska DNA vključi v novo.
Slika 01: Splošni postopek transdukcije
Kaj je specializirana transdukcija?
Zmerni bakteriofagi kažejo lizogene življenjske cikle. Vključeni so v specializiran postopek transdukcije, pri katerem se delček bakterijske DNA zaradi napake prenese iz ene bakterije v drugo. Zato lahko specializirano transdukcijo opredelimo kot prenos donatorske bakterijske DNA na drugo bakterijo z zmernimi bakteriofagi. Ko zmerni fagi okužijo bakterije, lahko integrirajo virusno DNA v bakterijski kromosom in ostanejo v fazi profaga več generacij bakterij, ne da bi jo sprostili iz bakterijskega genoma. Med razmnoževanjem bakterijskega genoma se virusna DNA podvoji in vstopi v nove bakterijske celice ter preživi. Ko pa določene dejavnike inducirajo profage, se virusna DNA loči od bakterijskega kromosoma. Včasih med tem odstopom,fragmenti bakterijskih kromosomov se odlepijo in ostanejo pritrjeni na DNK profaga. Zaradi indukcije fagi nato preidejo v litični cikel. Virusni genom se razmnoži s pritrjeno bakterijsko DNA in se zapakira v nove kapside ter tvori nove fage. Novi fagi sprostijo bakterijsko celico z lizo. Ko nov fag okuži drugo bakterijo, se nanjo prenese bakterijska DNA.
Specializiran postopek transdukcije
Korake specializirane transdukcije lahko povzamemo na naslednji način.
- Zmerni bakteriofag okuži bakterijo.
- Virusna DNA se integrira v bakterijski kromosom in postane faza profaga
- Virusna DNA ostane v bakterijah več generacij
- Po spontani indukciji virusna DNA odstrani bakterijsko kromosomsko DNA.
- Fragmenti bakterijske DNA se od bakterijskega kromosoma ločijo z virusno DNA.
- Virusna DNA se razmnožuje skupaj z bakterijskimi geni, zapakira se v nove kapside in tvori nove fage.
- Bakterijske celice lizirajo in sproščajo nove fage.
- Novi fagi okužijo nove bakterije.
-
Bakterijska DNA se med okužbo meša z novimi bakterijami.
Ključna razlika - splošna in specializirana transdukcija Slika 02: Specializirana transdukcija, prikazana z lambda fagom
Kakšna je razlika med generalizirano in specializirano transdukcijo?
Diff Article Sredina pred mizo
Splošna vs specializirana transdukcija |
|
| Generalizirano transdukcijo opravijo virulentni ali litični bakteriofagi. | Specializirano transdukcijo izvajajo zmerni fagi. |
| Življenski krog | |
| Splošna transdukcija je podvržena litičnemu ciklusu | Specializirana transdukcija opravi lizogeni cikel. |
| Liza bakterij | |
| Bakterijske celice se hitro lizirajo. | Bakterijske celice se ne lizirajo hitro, ampak preživijo več generacij. |
| Pakiranje genetskega materiala | |
| Del bakterijske DNA darovalke je v splošni transdukciji zaprt v virusno kapsido | Majhni deli bakterijske DNA ostanejo pritrjeni na virusno DNA med odcepitvijo od bakterijskega kromosoma in so pakirani v nove kapside. |
| Integracija virusne DNA | |
| Virusna DNA ni integrirana v bakterijski kromosom. | Bakterijska in virusna DNA se integrira. |
| Hidroliza bakterijske DNA | |
| Bakterijska DNA virus hidrolizira na koščke. | DNA bakterij se ne hidrolizira. |
| Proizvodnja Prophage | |
| Med generalizirano transdukcijo ni tvorbe profagov. | Profagi nastanejo med specializirano transdukcijo. |
Povzetek - Splošna in specializirana transdukcija
Transdukcija je postopek prenosa bakterijske DNA iz ene bakterije v drugo z virusom. To je naraven proces, ki se zgodi skozi litične ali lizogene cikle. Virulentni fagi kažejo generalizirano transdukcijo. Zmerni fagi kažejo specializirano transdukcijo. Med generalizirano transdukcijo virus uniči bakterijsko celico. Pri specializirani transdukciji se bakterijske celice ne uničijo hitro, razen če pride do indukcije. To je glavna razlika med splošno in specializirano transdukcijo. Virusna DNA se v specializirani transdukciji integrira v bakterijski kromosom, pri splošni transdukciji pa ne pride do integracije.
