Pagrindinis skirtumas – apibendrintas ir specializuotas pervedimas
Transdukcija yra mechanizmas, pernešantis DNR iš vienos bakterijos į kitą bakteriofagu. Bakteriofagas yra virusas, kuris užkrečia ir dauginasi bakterijoje. Jis gali prisitvirtinti prie bakterijos ląstelės sienelės ir sušvirkšti savo DNR į bakteriją. Bakterijos viduje viruso DNR replikuojasi ir sukuria reikalingus komponentus bei fermentus, kad susidarytų daug naujų bakteriofagų. Šio proceso metu bakterijų DNR skyla į gabalus ir integruojasi su viruso genomu arba virusinė DNR tiesiogiai integruojasi su bakterijų DNR. Nauji bakteriofagai savo viduje turi bakterijų DNR. Kai šie bakteriofagai užkrečia kitas bakterijas, susimaišo bakterijų DNR. Transdukcija gali vykti liziniu arba lizogeniniu ciklu, atsižvelgiant į bakteriofago tipą. Taigi, yra dviejų tipų transdukcija, būtent apibendrinta transdukcija ir specializuota transdukcija. pagrindinis skirtumas tarp generalizuotos ir specializuotos transdukcijos yra tas, kad generalizuotą transdukciją atlieka virulentiški bakteriofagai, kuriuose bakterijų ląstelė lizuojama, kai išsiskiria nauji bakteriofagai, o specializuotą transdukciją atlieka vidutinio klimato bakteriofagai, kuriuose bakterinė ląstelė nelizuojama, o viruso DNR integruojasi su bakterijomis. DNR ir išgyvena profago stadijoje bakterijose keletą kartų.
Kas yra apibendrinta transdukcija?
Yra dviejų tipų bakteriofagai: virulentiški ir vidutinio klimato. Virulentiškas bakteriofagas gali sunaikinti šeimininko bakteriją. Jie visada patiria lizinį gyvavimo ciklą, dėl kurio miršta bakterijos-šeimininkės. Bakterijos užkrėtimas virulentiniu bakteriofagu ir bakterinės DNR perkėlimas į kitą bakteriją antrosios infekcijos metu yra žinomas kaip generalizuota transdukcija. Taigi apibendrinta transdukcija gali būti apibrėžiama kaip bakterinės DNR perkėlimas iš vienos bakterijos į kitą bakteriofago virulentiniu bakteriofagu bakteriofago lizinio ciklo metu. Bakterijų DNR pernešimas vyksta dėl genetinės medžiagos pakavimo klaidų naujuose faguose. Naujai replikuotos virusinės DNR pakavimas į naujus fagus rodo žemą tikslumą. Taigi, pakuojant genetinę medžiagą, į fagus gali būti klaidingai įtrauktos mažos bakterinės DNR arba rekombinuotos bakterinės DNR su viruso DNR gabalėliai. Jei bakterinė DNR atsitiktinai įterpiama į viruso kapsidą, antroji infekcija įveda šią DNR į kitą bakteriją. Taigi transdukcija tarp dviejų bakterijų sėkmingai užbaigiama.
Po infekcijos virulentiški fagai gali kontroliuoti bakterijų ląstelių mechanizmus, kad jie galėtų replikuoti savo DNR. Virusas taip pat gali suskaidyti bakterijų chromosomą į mažus gabalėlius ir staigiai suardo bakterijų ląstelės sienelę, kad išsiskirtų surinkti fagai, sukeliantys ląstelių mirtį.
Apibendrintas perdavimo procesas
Apibendrinta transdukcija yra greitas procesas, kurio metu bakterijos miršta per trumpą laiką. Bakteriofagas gali suskaidyti bakterijų DNR į gabalus, sunaikindamas bakterinę ląstelę. Apibendrintos transdukcijos veiksmus galima apibendrinti taip.
- Virulentinis (lizinis) bakteriofagas užkrečia bakteriją.
- Fago genomas patenka į bakterijų ląstelę.
- Virusas valdo bakterijų metabolinius mechanizmus, kad sukurtų savo DNR ir kitus būtinus komponentus bei fermentus.
- Bakterijų DNR hidrolizuojasi į mažus gabalėlius.
- Genetinės medžiagos pakuotės naujųjų fagų viduje. Kartais bakterijų DNR fragmentai susikaupia naujose fago kapsidėse
- Bakterijų ląstelės lizuoja ir išskiria naujus fagus.
- Kai transdukuotas fagas užkrečia kitą bakteriją, ankstesnė bakterijos DNR įsijungia į naują.
01 paveikslas: apibendrintas transdukcijos procesas
Kas yra specializuota transdukcija?
Vidutinio klimato bakteriofagai rodo lizogeninius gyvavimo ciklus. Jie dalyvauja specializuotame transdukcijos procese, kurio metu dėl klaidos bakterijos DNR fragmentas perkeliamas iš vienos bakterijos į kitą. Taigi specializuota transdukcija gali būti apibrėžta kaip donoro bakterijų DNR perkėlimas į kitą bakteriją vidutinio klimato bakteriofagais. Kai vidutinio klimato fagai užkrečia bakterijas, jie sugeba integruoti virusinę DNR į bakterijų chromosomą ir išlikti profago stadijoje kelias bakterijų kartas, neišleisdamos jos iš bakterijų genomo. Bakterijų genomo replikacijos metu viruso DNR replikuojasi, patenka į naujas bakterijų ląsteles ir išgyvena. Tačiau kai profagus sukelia tam tikri veiksniai, viruso DNR atsiskiria nuo bakterinės chromosomos. Kartais šio atsiskyrimo metu bakterijų chromosomų fragmentai atsiskiria ir lieka prijungti prie profago DNR. Dėl indukcijos fagai vėliau patiria litinį ciklą. Viruso genomas replikuojasi su prijungta bakterine DNR ir kaupiasi naujų kapsidų viduje ir sukuria naujus fagus. Nauji fagai išskiria bakterinę ląstelę lizės būdu. Kai naujas fagas užkrečia kitą bakteriją, bakterijos DNR pereina į ją.
Specializuotas perdavimo procesas
Specialios transdukcijos veiksmus galima apibendrinti taip.
- Vidutinio klimato bakteriofagas užkrečia bakteriją.
- Viruso DNR integruojasi į bakterijų chromosomą ir tampa profago stadija
- Viruso DNR bakterijose išlieka kelias kartas
- Spontaniškai indukcijos būdu viruso DNR atskiria bakterijų chromosomų DNR.
- Bakterinės DNR fragmentai nuo bakterijos chromosomos atsiskiria virusine DNR.
- Viruso DNR replikuojasi kartu su bakterijų genais ir kaupiasi naujų kapsidų viduje ir sukuria naujus fagus.
- Bakterijų ląstelės lizuoja ir išskiria naujus fagus.
- Nauji fagai užkrečia naujas bakterijas.
- Infekcijos metu bakterijų DNR susimaišo su naujomis bakterijomis.
02 pav. Specializuota transdukcija, parodyta lambda fago
Kuo skiriasi apibendrintas ir specializuotas transdukcija?
Apibendrintas prieš specializuotą transdukciją |
|
| Apibendrinta transdukcija atliekama virulentiniais arba liziniais bakteriofagais. | Specialią transdukciją atlieka vidutinio klimato fagai. |
| Gyvenimo ciklas | |
| Apibendrinta transdukcija patiria lizinį ciklą | Specialioje transdukcijoje vyksta lizogeninis ciklas. |
| Bakterijų lizė | |
| Bakterijų ląstelės greitai lizuojasi. | Bakterijų ląstelės nėra greitai lizuojamos, bet išgyvena kelias kartas. |
| Genetinės medžiagos pakuotė | |
| Dalis donorės bakterinės DNR yra įtraukta į viruso kapsidą, atliekant generalizuotą transdukciją | Nedidelės bakterinės DNR dalys lieka prisijungusios prie viruso DNR atsiskyrimo nuo bakterijų chromosomos metu ir susikaupia į naujas kapsides. |
| Virusinės DNR integracija | |
| Viruso DNR nėra integruota į bakterijų chromosomą. | Bakterijų ir virusų DNR integruojasi. |
| Bakterijų DNR hidrolizė | |
| Virusui veikiant bakterijų DNR hidrolizuojasi į gabalus. | Bakterijų DNR nėra hidrolizuojama. |
| Profago gamyba | |
| Apibendrintos transdukcijos metu nesusidaro profagai. | Profagai susidaro specializuotos transdukcijos metu. |
Santrauka – apibendrintas ir specializuotas pervedimas
Transdukcija – tai procesas, kai virusas perneša bakterijų DNR iš vienos bakterijos į kitą. Tai natūralus procesas, vykstantis per lizinius arba lizogeninius ciklus. Virulentiški fagai rodo apibendrintą transdukciją. Vidutinio klimato fagai rodo specializuotą transdukciją. Generalizuoto transdukcijos metu virusas sunaikina bakterinę ląstelę. Atliekant specializuotą transdukciją, bakterijų ląstelės greitai nesunaikinamos, nebent būtų indukcija. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp apibendrintos ir specializuotos transdukcijos. Virusinė DNR integruojasi į bakterijų chromosomą specializuoto transdukcijos metu, o integracija nevyksta atliekant generalizuotą transdukciją.
