Erinevus üldistatud Ja Spetsialiseeritud Transduktsiooni Vahel

2024 Autor: Mildred Bawerman | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 08:38

Peamine erinevus - üldistatud vs spetsialiseeritud transduktsioon

Transduktsioon on mehhanism, mis viib bakteriofaagi kaudu DNA ühelt bakterilt teisele üle. Bakteriofaag on viirus, mis nakatab ja paljuneb bakteris. See on võimeline kinnituma bakteriraku seinale ja süstima oma DNA bakterisse. Bakteri sees kordab ja loob viiruse DNA vajalikke komponente ja ensüüme paljude uute bakteriofaagide valmistamiseks. Selle protsessi käigus laguneb bakteriaalne DNA tükkideks ja integreerub viiruse genoomiga või viiruse DNA integreerub otseselt bakterite DNA-ga. Uued bakteriofaagid kannavad bakterisisest DNA-d nende sees. Kui need bakteriofaagid nakatavad teist bakterit, toimub bakteriaalse DNA segunemine. Transduktsioon võib toimuda kas lüütilise tsükli või lüsogeense tsükli kaudu, lähtudes bakteriofaagi tüübist. Seegatransduktsiooni on kahte tüüpi, nimelt üldistatud transduktsioon ja spetsialiseeritud transduktsioon. Peamine erinevus üldistatud ja spetsialiseeritud transduktsiooni vahel on see, et üldistatud transduktsiooni teevad virulentsed bakteriofaagid, kus uute bakteriofaagide vabastamisel bakterirakk lüüsitakse, samal ajal kui spetsiaalset transduktsiooni teevad parasvöötme bakteriofaagid, kus bakterirakke ei lüüsita, ja viiruse DNA integreerub bakteriaalsete rakkudega DNA ja elab bakterite profofaagietapis mitu põlvkonda. Peamine erinevus üldistatud ja spetsialiseeritud transduktsiooni vahel on see, et üldistatud transduktsiooni teevad virulentsed bakteriofaagid, kus uute bakteriofaagide vabanemisel bakterirakk lüüsitakse, samal ajal kui spetsiaalset transduktsiooni teevad parasvöötme bakteriofaagid, kus bakterirakke ei lüüsita, ja viiruse DNA integreerub bakteriaalsete rakkudega DNA ja elab bakterite profofaagietapis mitu põlvkonda. Peamine erinevus üldistatud ja spetsialiseeritud transduktsiooni vahel on see, et üldistatud transduktsiooni teevad virulentsed bakteriofaagid, kus uute bakteriofaagide vabastamisel bakterirakk lüüsitakse, samal ajal kui spetsiaalset transduktsiooni teevad parasvöötme bakteriofaagid, kus bakterirakke ei lüüsita, ja viiruse DNA integreerub bakteriaalsete rakkudega DNA ja elab bakterite profofaagietapis mitu põlvkonda.

SISU

1. Ülevaade ja peamine erinevus

2. Mis on üldine ülekanne

3. Mis on spetsialiseeritud ülekanne

4. Kõrvuti võrdlus - üldistatud vs spetsialiseeritud ülekanne

5. Kokkuvõte

Mis on üldine ülekanne?

Bakteriofaage on kahte tüüpi: virulentne ja parasvöötme. Virulentne bakteriofaag on võimeline hävitama peremeesbakteri. Nad läbivad alati lüütilise elutsükli, mis põhjustab peremeesbakterite surma. Bakteri nakatamine virulentse bakteriofaagi poolt ja bakteriaalse DNA ülekandmine teisele bakterile teise nakkuse ajal on tuntud kui üldine transduktsioon. Seega võib üldist transduktsiooni defineerida kui bakteriaalse DNA ülekandumist ühelt bakterilt teisele bakterile virulentse bakteriofaagi poolt bakteriofaagi lüütilise tsükli jooksul. Bakteri DNA ülekandmine toimub uute faagide geneetilise materjali pakendamise vigade tõttu. Äsja replikeeritud viiruse DNA pakkimine uutesse faagidesse näitab madalat truudust. Seega geneetilise materjali pakendamise ajalväikesi bakteriaalse DNA tükke või viiruse DNA-ga rekombineeritud bakteriaalseid DNA-sid võib faagidesse valesti lisada. Kui bakteriaalne DNA sisestatakse juhuslikult viiruse kapsiidi sisse, viib teine nakkus selle DNA teise bakterisse. Seega lõpeb transduktsioon kahe bakteri vahel edukalt.

Pärast nakatumist on virulentsed faagid võimelised kontrollima bakterirakkude masinavärki oma DNA paljundamiseks. Samuti suudab viirus lagundada bakterikromosoomi väikesteks tükkideks ja põhjustab bakterirakkude seina äkilisi häireid rakusurma põhjustanud kokkupandud faagide vabanemisel.

Üldine ülekandeprotsess

Üldine transduktsioon on kiire protsess, mille käigus bakterid surevad lühikese aja jooksul. Bakteriofaag on võimeline lõhustama bakteriaalse DNA tükkideks, hävitades bakteriraku. Üldistatud transduktsiooni etapid võib kokku võtta järgmiselt.

1. Virulentne (lüütiline) bakteriofaag nakatab bakteri.
2. Faagigenoom siseneb bakterirakku.
3. Viirus reguleerib bakterite ainevahetusmehhanisme, et teha oma DNA ning muid vajalikke komponente ja ensüüme.
4. Bakteriaalne DNA hüdrolüüsub väikesteks tükkideks.
5. Geneetiline materjal pakendub uute faagide sisse. Vahel pakuvad bakteriaalsed DNA fragmendid uutesse faagi kapsiididesse
6. Bakterirakk lüüsib ja vabastab uued faagid.
7. Kui transdutseeritud faag nakatab teise bakteri, integreerub eelmine bakteri DNA uude.

Joonis 01: Üldine ülekandeprotsess

Mis on spetsialiseeritud transduktsioon?

Parasvöötme bakteriofaagid näitavad lüsogeenset elutsüklit. Nad osalevad spetsiaalses transduktsiooniprotsessis, kus bakteri DNA fragment kandub vea tõttu ühelt bakterilt teisele. Seega võib spetsiaalset transduktsiooni defineerida kui doonorbakteri DNA ülekandmist parasvöötme bakteriofaagide poolt teisele bakterile. Kui parasvöötme faagid nakatavad baktereid, suudavad nad integreerida viiruse DNA bakterikromosoomi ja püsivad mitu bakteripõlve propageerivas staadiumis, vabastamata seda bakterite genoomist. Bakteri genoomi replikatsiooni ajal allub viiruse DNA replikatsioonile ja siseneb uutesse bakterirakkudesse ning jääb ellu. Kui aga teatud tegurid indutseerivad propaagid, eraldub viiruse DNA bakterikromosoomist. Mõnikord selle irdumise ajalbakterikromosoomide fragmendid eralduvad ja jäävad propageeritud DNA külge. Induktsiooni tõttu läbivad faagid hiljem lüütilise tsükli. Viiruse genoom replikeerub seotud bakteriaalse DNA-ga ja pakendub uute kapsiidide sisse ja teeb uusi faage. Uued faagid vabastavad bakteriraku lüüsi teel. Kui uus faag nakatab teist bakterit, kandub sellele üle bakteriaalne DNA.

Spetsialiseeritud transduktsiooniprotsess

Spetsialiseeritud transduktsiooni etapid võib kokku võtta järgmiselt.

1. Parasvöötme bakteriofaag nakatab bakteri.
2. Viiruse DNA integreerub bakteriaalsesse kromosoomi ja muutub profaagi staadiumiks
3. Viiruse DNA püsib bakterites mitu põlvkonda
4. Spontaansel induktsioonil eraldab viiruse DNA bakteriaalse kromosomaalse DNA.
5. Bakteriaalse DNA fragmendid eralduvad bakterikromosoomist viirusliku DNA-ga.
6. Viiruse DNA replitseerub koos bakterigeenidega ning pakendub uute kapsiidide sisse ja moodustab uued faagid.
7. Bakterirakk lüüsib ja vabastab uued faagid.
8. Uued faagid nakatavad uusi baktereid.

9. Bakteriaalne DNA seguneb nakkuse ajal uute bakteritega.

   

   Joonis 02: Spetsialiseeritud transduktsioon, mida näitab lambda faag

Mis vahe on üldistatud ja spetsialiseeritud transduktsioonil?

Erinev artikkel keskel enne tabelit

Üldistatud vs spetsialiseeritud transduktsioon
Üldist transduktsiooni teostavad virulentsed või lüütilised bakteriofaagid.	Spetsialiseeritud transduktsiooni teevad parasvöötme faagid.
Eluring
Üldine transduktsioon läbib lüütilise tsükli	Spetsialiseeritud transduktsioon läbib lüsogeense tsükli.
Bakterite lüüs
Bakterirakk lüüsib kiiresti.	Bakterirakke ei lüüsita kiiresti, kuid need püsivad mitu põlvkonda.
Geneetilise materjali pakendamine
Doonorbakteri DNA osa on üldises transduktsioonis suletud viiruse kapsiidi	Väikesed bakteriaalse DNA osad jäävad bakterikromosoomist eraldumise ajal viiruse DNA külge kinnitatud ja pakitakse uutesse kapslitesse.
Viiruse DNA integreerimine
Viiruse DNA ei ole integreeritud bakterikromosoomi.	Bakterite ja viiruste DNA integreerub.
Bakteriaalse DNA hüdrolüüs
Bakteriaalne DNA hüdrolüüsub viiruse abil tükkideks.	Bakteriaalne DNA ei ole hüdrolüüsitud.
Prophage'i tootmine
Üldistatud transduktsiooni ajal ei esine propaagide moodustumist.	Profaasid moodustuvad spetsialiseeritud transduktsiooni käigus.

Kokkuvõte - üldistatud vs spetsialiseeritud transduktsioon

Transduktsioon on bakteriaalse DNA viimine viiruse kaudu ühelt bakterilt teisele. See on loomulik protsess, mis toimub lüütiliste või lüsogeensete tsüklite kaudu. Virulentsed faagid näitavad üldist transduktsiooni. Mõõdukad faagid näitavad spetsiaalset transduktsiooni. Üldise transduktsiooni käigus hävitab viirus bakteriraku. Spetsiaalses transduktsioonis ei hävitata bakterirakke kiiresti, kui pole induktsiooni. See on peamine erinevus üldistatud ja spetsialiseeritud transduktsiooni vahel. Viiruse DNA integreerub spetsialiseeritud transduktsioonis bakterikromosoomi ja integreerumist üldises transduktsioonis ei toimu.