Rozdíl mezi transformací a převodem

klíčový rozdíl mezi transformací a transdukcí je to transformace je mechanismus, který mění přímý příjem bakterií genetický materiál bakterií exogenní genetický materiál z jeho okolí přes buněčná membrána a jeho začlenění do genomu, zatímco transdukce je injekce cizí DNA a bakteriofág virus do hostitelské bakterie.

Konjugace je dobře známá metoda DNA rekombinace, která se nachází jak v eukaryotech, tak v prokaryotech. Vědci zjistili, že je možné přenášet DNA z jedné bakteriální buňky do druhé pomocí dalších dvou mechanismů: transformace a transdukce. Podobně jako konjugace, tyto dva mechanismy přenášejí DNA v jednom směru a dochází k rekombinaci mezi alely v homologních regionech DNA. Oba mechanismy přenášejí velmi malé množství DNA a nepřenášejí celý buněčný chromozom.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je transformace
3. Co je transdukce
4. Podobnosti mezi transformací a transdukcí
5. Porovnání bok po boku - transformace vs. transdukce v tabulkové formě
6. Shrnutí

Co je transformace?

Fred Griffith, lékařský důstojník britského ministerstva zdravotnictví v Londýně, objevil proces transformace v roce 1928. Je to mechanismus, kterým bakterie absorbují fragmenty DNA z prostředí a začleňují je do svých chromozomů. Po úspěšné transformaci získá přijímající buňka (transformant) některé vlastnosti, které v ní dříve nebyly. U prokaryonů, jako jsou bakterie, dochází k transformaci pravidelně, když buňky existují ve velkém počtu, například v lidském střevním traktu nebo v bohaté půdě.

Obrázek 01: Transformace

Aby byla úspěšná transformace úspěšná, měla by být bakterie dostatečně kompetentní. Transformace nebo schopnost buňky absorbovat extracelulární DNA z prostředí tedy závisí na kompetenci bakterie. Kompetence závisí na proměnlivých vlastnostech bakteriálních druhů. Transformace může být provedena uměle; někdy se to dokonce stává přirozeně. Pokud se vyskytuje přirozeně, zvyšuje se tím častěji onemocnění.

Co je transdukce?

Na rozdíl od transformace vyžaduje transdukce virus jako činidlo k přenosu fragmentu DNA od dárce k recipientní buňce. Tyto viry jsou viry infikující bakterie nebo bakteriofágy. Stejně jako všechny viry mají i tyto bakteriofágy jádro DNA nebo RNA obklopené pláštěm proteinu. Bakteriofágy se váží na povrchové receptory bakterií a přímo vstřikují virovou DNA do bakterií.

K transdukci dochází dvěma způsoby: lytickým cyklem nebo lysogenním cyklem. V lytickém cyklu virový fág proniká do hostitelské buňky, ničí chromozom hostitele a replikuje se v hostitelské buňce. Nakonec tyto fágy ničí (lyží) stejnou hostitelskou buňku; proto jim říkáme virulentní fágy. Na rozdíl od lytického cyklu nedochází k přímé lýze bakteriální buňky v lysogenním cyklu. V lysogenním cyklu se fágová DNA integruje s hostitelským chromozomem jako profág. Po integraci podstoupí hostitelská buňka replikaci DNA a binární štěpení, což má za následek kopie hostitelské buňky s profágy. Nakonec se tito proroci omluví z chromozomů hostitelů a přejdou do lytického cyklu.

Obrázek 02: Převod

Transdukce je užitečným nástrojem v genetickém inženýrství při zavádění cizího genu do bakterií. Je také užitečné pochopit mechanismus, kterým se antibiotická léčiva stávají neúčinnými v důsledku přenosu genů rezistentních na antibiotika mezi bakteriemi.

Jaké jsou podobnosti mezi transformací a transdukcí?

• Transformace a transdukce jsou dva mechanismy podílející se na horizontálním přenosu genů z jedné bakterie na druhou bakterii.
• Tyto dva mechanismy přenášejí DNA v jednom směru.
• Oba mechanismy však přenášejí velmi malé množství DNA a nepřenášejí celý buněčný chromozom.
• Transformace i transdukce jsou navíc důležitými nástroji molekulární biologie a genetického inženýrství.

Jaký je rozdíl mezi transformací a transdukcí?

Transformace je genetická změna bakterií přímým absorpcí a inkorporací exogenní DNA z jejich okolí. Na druhé straně, transdukce je proces, kterým virus přenáší genetický materiál z jedné bakterie na druhou. To je klíčový rozdíl mezi transformací a transdukcí. Transformace byla objevena Fredem Griffithem v roce 1928, zatímco transdukce byla objevena Nortonem Zinderem a Joshua Lederbergem v roce 1952. Kromě toho se nahá DNA během transformace pohybuje po stěně a membráně příjemce bez pomoci viru. Transdukci však provádí bakteriofág. Proto to můžeme také považovat za rozdíl mezi transformací a transdukcí.

Kromě toho se transformací získají extracelulární DNA fragmenty. Při transdukci bakteriofág vloží fragment DNA do bakterií. Proto je to významný rozdíl mezi transformací a transdukcí. Kromě toho je dalším rozdílem mezi transformací a transdukcí to, že přenos plazmidů je možný při transformaci, zatímco při transdukci není pravděpodobné. Nadto je dalším významným rozdílem mezi transformací a transdukcí to, že transformace je citlivá na DNAázu, zatímco transdukce je rezistentní na DNAázu.

Pod infographic představuje rozdíl mezi transformací a transdukcí jako srovnání vedle sebe.

Shrnutí - transformace vs. transdukce

Transformace a transdukce jsou dva způsoby horizontálního přenosu genů mezi bakteriemi. Transformace je proces přímého příjmu exogenní DNA z okolí buněčnou stěnou a membránou do bakteriální buňky a začlenění do jejího genomu. Na druhé straně, transdukce je proces injekce virové DNA do bakteriálních buněk bakteriofágy. Proto je transdukce prováděna virovým hostitelem. K transformaci dochází přirozeně a uměle. Závisí to na kompetenci bakterií. Transdukce nezávisí na kompetenci bakterií. K transdukci dochází prostřednictvím lytického a lysogenního cyklu. To je tedy rozdíl mezi transformací a transdukcí.

Odkaz:

1. „5.1: Transformace v bakteriích.“ Biologie LibreTexts, Libretexts, 27. listopadu 2017, k dispozici zde.
2. Griffiths, Anthony JF. "Převod." Úvod do genetické analýzy. 7. vydání., Americká národní lékařská knihovna, 1. ledna 1970, k dispozici zde.
3. „Bezmezná mikrobiologie.“ Lumen, k dispozici zde.

Obrázek se svolením:

1. „Umělá bakteriální transformace“ Amunroe13 - vlastní práce (CC BY-SA 3.0) přes Commons Wikimedia
2. „Transduction (genetics) en“ Reytan s úpravami Geni - modifikovaná verze Image: Transduction (genetics) .svg (Public Domain) přes Commons Wikimedia