Pagrindinis skirtumas tarp transformacijos ir transdukcijos yra tas, kad transformacija yra mechanizmas, pakeičiantis bakterijų genetinę medžiagą, tiesiogiai pasisavindamas egzogeninę genetinę medžiagą iš aplinkos per ląstelės membraną ir įtraukdamas ją į genomą, o transdukcija yra svetimos DNR suleidimas bakteriofago virusu į šeimininko bakteriją.
Konjugacija yra gerai žinomas DNR rekombinacijos metodas, kurį galima rasti ir eukariotuose, ir prokariotuose. Mokslininkai išsiaiškino, kad DNR iš vienos bakterinės ląstelės į kitą galima perkelti kitais dviem mechanizmais: transformacija ir transdukcija. Panašiai kaip konjugacija, šie du mechanizmai perneša DNR viena kryptimi, o tarp alelių homologiniuose DNR regionuose vyksta rekombinacija. Abu mechanizmai perneša labai nedaug DNR ir neperduoda visos ląstelės chromosomos.
Kas yra transformacija?
Fredas Griffithas, Didžiosios Britanijos sveikatos apsaugos ministerijos Londone medicinos pareigūnas, 1928 m. atrado transformacijos procesą. Tai mechanizmas, kuriuo bakterijos paima DNR fragmentus iš aplinkos ir įtraukia juos į savo chromosomas. Po sėkmingos transformacijos ląstelė recipientas (transformantas) įgyja tam tikrų savybių, kurių anksčiau joje nebuvo. Prokariotuose, pvz., bakterijose, transformacija vyksta reguliariai, kai ląstelių yra daug, pavyzdžiui, žmogaus žarnyno trakte arba turtingoje dirvoje.
01 pav.: transformacija
Norint atlikti sėkmingą transformaciją, bakterija turi būti pakankamai kompetentinga. Taigi ląstelės transformacija ar gebėjimas paimti ekstraląstelinę DNR iš aplinkos priklauso nuo bakterijos kompetencijos. Kompetencija priklauso nuo skirtingų bakterijų rūšių savybių. Transformacija gali būti atliekama dirbtinai; kartais tai netgi atsiranda natūraliai. Jei tai atsiranda natūraliai, tai padidina galimybę dažniau sukelti ligą.
Kas yra transdukcija?
Skirtingai nei transformacijai, transdukcijai reikalingas virusas kaip agentas, pernešantis DNR fragmentą iš donoro į ląstelę recipientą. Šie virusai yra bakterijas užkrečiantys virusai arba bakteriofagai. Kaip ir visi virusai, šie bakteriofagai turi DNR arba RNR šerdį, apsuptą b altymo sluoksniu. Bakteriofagai prisijungia prie bakterijų paviršiaus receptorių ir tiesiogiai įšvirkščia viruso DNR į bakterijas.
Transdukcija vyksta dviem būdais: lizės ciklu arba lizogeniniu ciklu. Litinio ciklo metu viruso fagas prasiskverbia į šeimininko ląstelę, sunaikina šeimininko chromosomą ir dauginasi šeimininko ląstelėje. Galiausiai šie fagai sunaikina (lizuoja) tą pačią ląstelę šeimininką; todėl juos vadiname virulentiniais fagais. Skirtingai nei liziniame cikle, tiesioginė bakterinės ląstelės lizė nevyksta lizogeniniame cikle. Lizogeniniame cikle fago DNR integruojasi su šeimininko chromosoma kaip profagas. Po integracijos ląstelėje-šeimininkėje vyksta DNR replikacija ir dvejetainis dalijimasis, todėl susidaro ląstelės šeimininkės kopijos su profagais. Galiausiai, šie pranašai atsikratys šeimininkų chromosomų ir pereis į lizės ciklą.
02 pav.: Transdukcija
Transdukcija yra naudinga genų inžinerijos priemonė, kai į bakterijas įvedamas svetimas genas. Be to, naudinga suprasti mechanizmą, dėl kurio antibiotikai tampa neveiksmingi dėl atsparumo antibiotikams genų perdavimo tarp bakterijų.
Kokie yra transformacijos ir transdukcijos panašumai?
- Transformacija ir transdukcija yra du mechanizmai, susiję su horizontaliu genų perkėlimu iš vienos bakterijos į kitą.
- Šie du mechanizmai perkelia DNR viena kryptimi.
- Tačiau abu mechanizmai perneša labai nedaug DNR ir neperduoda visos ląstelės chromosomos.
- Be to, transformacija ir transdukcija yra svarbios molekulinės biologijos ir genų inžinerijos priemonės.
Kuo skiriasi transformacija ir transdukcija?
Transformacija – tai genetinis bakterijų pakeitimas tiesiogiai pasisavinant ir įtraukiant egzogeninę DNR iš jų aplinkos. Kita vertus, transdukcija yra procesas, kurio metu virusas perduoda genetinę medžiagą iš vienos bakterijos į kitą. Taigi, tai yra pagrindinis skirtumas tarp transformacijos ir transdukcijos. Transformaciją atrado Fredas Griffithas 1928 m., o transdukciją atrado Nortonas Zinderis ir Joshua Lederbergas 1952 m. Be to, nuoga DNR transformacijos metu juda per recipiento sienelę ir membraną be viruso pagalbos. Tačiau transdukciją atlieka bakteriofagas. Todėl tai taip pat galime laikyti skirtumu tarp transformacijos ir transdukcijos.
Be to, transformuojant įgyjami ekstraląsteliniai DNR fragmentai. Transdukcijos metu bakteriofagas įterpia DNR fragmentą į bakterijas. Taigi tai yra reikšmingas skirtumas tarp transformacijos ir transdukcijos. Be to, dar vienas skirtumas tarp transformacijos ir transdukcijos yra tas, kad plazmidės perkėlimas yra įmanomas transformuojant, o mažai tikėtina, kad jis įvyks transdukcijos metu. Be to, dar vienas reikšmingas skirtumas tarp transformacijos ir transdukcijos yra tas, kad transformacija yra jautri DNRazei, o transdukcija yra atspari DNRazei.
Toliau infografika pateikia skirtumą tarp transformacijos ir transdukcijos, kaip palyginimą.
Santrauka – transformacija prieš transdukciją
Transformacija ir transdukcija yra du horizontalaus genų perdavimo tarp bakterijų būdai. Transformacija yra tiesioginis egzogeninės DNR paėmimas iš aplinkos per ląstelės sienelę ir membraną į bakterijos ląstelę ir įtraukimas į jos genomą. Kita vertus, transdukcija yra procesas, kai bakteriofagai įveda viruso DNR į bakterijų ląsteles. Taigi transdukciją atlieka viruso šeimininkas. Be to, transformacija vyksta natūraliai ir dirbtinai. Tai priklauso nuo bakterijų kompetencijos. Transdukcija nepriklauso nuo bakterijų kompetencijos. Transdukcija vyksta per lizinį ir lizogeninį ciklą. Taigi, tai yra skirtumas tarp transformacijos ir transdukcijos.
