Forskel mellem generaliseret og specialiseret transduktion | Generaliseret vs Specialiseret Transduktion

Nøgleforskel - Generaliseret vs Specialiseret Transduktion

Transduktion er en mekanisme, der overfører DNA fra en bakterie til en anden bakterie af en bakteriofag. Bakteriofag er en virus, som inficerer og replikerer i en bakterie. Det er i stand til at binde til bakteriecellevæggen og injicere dens DNA til bakterien. Inde i bakterien replikerer viral DNA og skaber nødvendige komponenter og enzymer til at skabe nye mange bakteriofager. Under denne proces nedbrydes bakterielt DNA i stykker og integreres med virusgenomet eller viral DNA integreres direkte med bakterielt DNA. Nye bakteriofager bærer det bakterielle DNA inde i dem. Når disse bakteriofager inficerer en anden bakterie, forekommer blanding af bakterielt DNA. Transduktion kan ske enten ved lytisk cyklus eller lysogen cyklus baseret på typen af bakteriofagen. Der er således to typer transduktion, nemlig generaliseret transduktion og specialtransduktion. Hovedforskellen mellem generaliseret og specialiseret transduktion er, at generaliseret transduktion foretages ved virulente bakteriofager, hvor bakterielle celler lyseres, når nye bakteriofager frigives , mens specialtransduktion udføres af tempererede bakteriofager, hvori bakterieceller er ikke lyseret, og viralt DNA integreres med bakterielt DNA og overlever i profagestadium i bakterierne i flere generationer.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel

2. Hvad er generel transduktion

3. Hvad er specialiseret transduktion

4. Side om side Sammenligning - Generaliseret vs Specialiseret Transduktion

5. Sammendrag

Hvad er generel transduktion?

Der er to typer bakteriofager: virulent og tempereret. Virulent bakteriofag er i stand til at dræbe værtsbakterien. De undergår altid en lytisk livscyklus, der forårsager værtsbakteriens død. Infektion af en bakterie med en virulent bakteriofag og overførsel af bakterielt DNA til en anden bakterie under den anden infektion er kendt som generaliseret transduktion. Derfor kan generaliseret transduktion defineres som overførsel af bakterielt DNA fra en bakterie til en anden bakterie ved en virulent bakteriofag under bakteriofagets lytiske cyklus. Bakteriel DNA-overførsel sker på grund af fejl i genetisk materialeemballage i de nye fag.Emballagen af nyligt replikeret viralt DNA til nye fager viser lav troskab. Derfor kan små stykker af bakterielt DNA eller rekombineret bakterielt DNA med viralt DNA indgår i fagerne forkert under emballering af genetisk materiale. Hvis bakteriel DNA indsættes i den virale capsid ved en tilfældighed, introducerer den anden infektion dette DNA i en anden bakterie. Derfor gennemføres transduktionen mellem to bakterier med succes.

Efter infektionen er virulente fager i stand til at kontrollere bakterielcelle maskiner til at replikere sit eget DNA. Virusen bliver også i stand til at nedbryde bakteriel kromosom i små stykker og forårsager pludselig forstyrrelse af bakteriel cellevæg til frigivelse af samlede phager, der forårsager celledød.

Generel transduktionsproces

Generel transduktion er en hurtig proces, hvor bakterier dør inden for en kort periode. Bakteriofag er i stand til at bryde bakterielt DNA i stykker, der ødelægger bakteriecellen. Trinnene i generaliseret transduktion kan opsummeres som følger.

En virulent (lytisk) bakteriofag inficerer en bakterie.
Faggenomet går ind i bakteriecellen.
Virus styrer de bakterielle metaboliske mekanismer til at lave sit eget DNA og andre nødvendige komponenter og enzymer.
Bakteriel DNA hydrolyserer i små stykker.
Genetisk materiale pakker ind i de nye fag. Ibland pakker bakterielle DNA-fragmenter i nye fagkapsider
Bakteriecellelyser og frigiver de nye fag.
Når transduceret fag inficerer en anden bakterie, inkorporerer det tidligere bakterielle DNA i en ny.

Figur 01: Generel transduktionsproces

Hvad er specialiseret transduktion?

Temperate bakteriofager viser lysogene livscykluser. De er involveret i specialiseret transduktionsproces, hvor et fragment af bakterielt DNA overføres fra en bakterie til en anden bakterie på grund af en fejl. Derfor kan specialiseret transduktion defineres som overførsel af donorbakterielt DNA til en anden bakterie af de tempererede bakteriofager. Når tempererede fager inficerer bakterier, er de i stand til at integrere viralt DNA i bakteriel kromosom og forblive i profagestadiet for flere bakteriegenerationer uden at frigive det fra bakteriegenomet. Under bakteriegenomreplikationen er virus DNA genstand for replikation og kommer ind i nye bakterieceller og overlever. Men når profaserne induceres af de bestemte faktorer, fjernes virus DNA fra bakteriekromosomet. Undertiden frigøres fragmenter af bakterielle kromosomer og forbliver knyttet til profagen DNA. På grund af induktionen undergår fagene lytisk cyklus bagefter. Viral genomet replikerer med vedhæftet bakterielt DNA og pakker inde i nye capsider og skaber nye fager. Nye fag frigiver bakteriecellen ved lysis. Når en ny fag inficerer en anden bakterie, overføres bakteriel DNA til det.

Specialiseret transduktionsproces

Trinnene i specialtransduktion kan opsummeres som følger.

En tempereret bakteriofag inficerer en bakterie.
Viral DNA integreres i bakteriel kromosom og bliver profagestadien
Viral DNA forbliver inden for bakterier i flere generationer
Ved en spontan induktion afbryder virus DNA det bakterielle kromosomale DNA.
Fragmenter af bakteriel DNA løsner fra det bakterielle kromosom med viralt DNA.
Viral DNA replikerer sammen med bakteriegener og pakker inde i nye capsider og fremstiller nye fager.
Bakteriel celle lyser og frigiver de nye fager.
Nye fager inficerer nye bakterier.
Bakteriel DNA blandes med nye bakterier under infektionen.

Figur 02: Specialiseret transduktion vist ved lambda phage

Hvad er forskellen mellem generaliseret og specialiseret transduktion?

- diff Artikel Mellem før Tabel ->

Generaliseret vs Specialiseret Transduktion
Generaliseret transduktion sker ved virulente eller lytiske bakteriofager.	Specialiseret transduktion foretages af tempererede fager.
Livscyklus
Generaliseret transduktion gennemgår lytisk cyklus	Specialiseret transduktion gennemgår lysogen cyklus.
Lyser af bakterier
Bakteriel celle lyser hurtigt.	Bakterieceller lyseres ikke hurtigt, men overlever i flere generationer.
Emballering af genetisk materiale
En del af donorbakteriel DNA er omsluttet inden for viralkapsid i generel transduktion	Små dele af bakterielt DNA forbliver bundet til virus DNA under frigørelsen fra bakteriekromosomet og pakkes ind i ny capsider.
Integration af viralt DNA
Viralt DNA er ikke integreret i bakteriekromosomet.	Bakteriel og viral DNA integreres.
Hydrolyse af bakterielt DNA
Bakteriel DNA hydrolyserer i stykker af virussen.	Bakteriel DNA er ikke hydrolyseret.
Fremstilling af profet
Der er ingen dannelse af profager under generaliseret transduktion.	Profeter dannes under specialtransduktion.

Sammendrag - Generaliseret vs Specialiseret Transduktion

Transduktion er processen med at overføre bakterielt DNA fra en bakterie til en anden af en virus. Det er en naturlig proces, der sker via lytiske eller lysogene cyklusser. Virulente fager viser generel transduktion. Temperate phages viser specialtransduktion. Under generel transduktion ødelægger virussen bakteriecellen. Ved specialtransduktion ødelægges bakterieceller ikke hurtigt, medmindre der er induktion. Dette er den største forskel mellem generaliseret og specialiseret transduktion. Viral DNA integreres i bakteriekromosomet i specialiseret transduktion, og integration sker ikke i generel transduktion.

Reference:

1. Grænseløs. "Bakteriel Transduktion - Boundless Open Textbook. "Boundless. Ubegrænset, 08 aug. 2016. Web. 26. april 2017

2. "Transduktion - generel transduktion. "Kromosom, Genetisk, Viral og Dna - JRank Artikler. N. p., n. d. Web. 26. april 2017

"Transduktion (prokaryoter). "Nature News.Nature Publishing Group, n. d. Web. 26. april 2017

Image Courtesy:

1. "Lytic Cycle" ved xxoverflowed (CC BY 2.0) via Flickr

2. "Lambda Phage" Af Tinastella - Egent arbejde (Public Domain) via Commons Wikimedia