Ero yleistyneen ja erikoistuneen muuntelun välillä

Avainero - yleistynyt vs. erikoistunut transduktio
 

Transduktio on mekanismi, joka siirtää DNA: ta bakteerista toiseen bakteereihin bakteriofagin välityksellä. Bakteriofagi on virus, joka tartuttaa ja replikoituu bakteerissa. Se kykenee kiinnittymään bakteerisoluseinämään ja injektoimaan DNA: nsa bakteereihin. Bakteerin sisällä virus-DNA replikoituu ja luo tarvittavia komponentteja ja entsyymejä uusien monien bakteriofaagien valmistamiseksi. Tämän prosessin aikana bakteeri-DNA hajoaa paloiksi ja integroituu virusgenomiin tai virus-DNA integroituu suoraan bakteeri-DNA: han. Uusissa bakteriofaageissa on bakteeri-DNA niiden sisällä. Kun nämä bakteriofaagit tartuttavat toisen bakteerin, tapahtuu bakteerien DNA: n sekoittuminen. Transduktio voi tapahtua joko lyyttisen syklin tai lysogeenisen syklin perusteella, joka perustuu bakteriofagin tyyppiin. Siksi transduktiota on kahta tyyppiä, nimittäin yleinen transduktio ja erikoistunut transduktio. Keskeinen ero yleistyneen ja erikoistuneen muunnoksen välillä on se yleistynyt transduktio suoritetaan virulenteilla bakteriofageilla, joissa bakteerisolu hajoutetaan, kun uusia bakteriofageja vapautetaan sillä aikaa erikoistunut transduktio tapahtuu maltillisilla bakteriofageilla, joissa bakteerisolu ei hajoa, ja virus-DNA integroituu bakteeri-DNA: han ja säilyy profaasin vaiheessa bakteereissa useiden sukupolvien ajan.

SISÄLLYS
1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on yleinen transduktio
3. Mikä on erikoistunut transduktio
4. Vertailu rinnakkain - yleistetty vs. erikoistunut transduktio
5. Yhteenveto

Mikä on yleinen transduktio?

Bakteriofaageja on kahta tyyppiä: virulentti ja kohtalainen. Virulentti bakteriofagi pystyy tappamaan isäntäbakteerin. Ne käyvät läpi lyyttisen elinkaaren, joka aiheuttaa isäntäbakteerien kuoleman. Bakteerin tartuttaminen virulentilla bakteriofaagilla ja bakteerin DNA: n siirtäminen toiseen bakteeriin toisen infektion aikana tunnetaan yleisenä transduktiona. Siksi yleistynyt transduktio voidaan määritellä bakteerien DNA: n siirtämiseksi yhdestä bakteerista toiseen bakteereihin virulentin bakteriofagin avulla bakteriofagin lyyttisen syklin aikana. Bakteerien DNA: n siirto tapahtuu uusien faagien geneettisen materiaalin pakkaamisen virheiden takia. Äskettäin replikoidun virus-DNA: n pakkaaminen uusiin faageihin osoittaa heikkoa uskollisuutta. Siksi geneettisen materiaalin pakkaamisen aikana pienet bakteeri-DNA-kappaleet tai rekombinoidun bakteeri-DNA: n virus-DNA: n osat voidaan sisällyttää faageihin väärin. Jos bakteeri-DNA lisätään viruskapsidin sisään sattumalta, toinen infektio vie tämän DNA: n toiseen bakteeriin. Siksi transduktio päättyy onnistuneesti kahden bakteerin välillä.

Infektion jälkeen virulentit faagit kykenevät hallitsemaan bakteerisolukoneistoa replikoimaan omaa DNA: ta. Viruksesta tulee myös kykenevä hajottamaan bakteerikromosomi pieniksi paloiksi ja aiheuttaa bakteerisoluseinämän äkillisen hajoamisen koottujen faagien vapautumiseen aiheuttaen solukuoleman.

Yleinen muuntoprosessi

Yleistynyt transduktio on nopea prosessi, jossa bakteerit kuolevat lyhyessä ajassa. Bakteriofagi pystyy hajottamaan bakteeri-DNA: n paloiksi ja tuhoamaan bakteerisolun. Yleisen muunnoksen vaiheet voidaan tiivistää seuraavasti.

1. Virulentti (lyyttinen) bakteriofagi tartuttaa bakteerin.
2. Faagigenomi saapuu bakteerisoluun.
3. Virus säätelee bakteerien aineenvaihduntamekanismeja valmistamaan omaa DNA: ta ja muita tarvittavia komponentteja ja entsyymejä.
4. Bakteerien DNA hydrolysoituu pieniksi paloiksi.
5. Geneettiset materiaalipakkaukset uusien faagien sisällä. Toisinaan bakteerien DNA-fragmentit pakataan uusiin faagikapsideihin
6. Bakteerisolu hajottaa ja vapauttaa uudet faagit.
7. Kun transdusoitu faagi tartuttaa toisen bakteerin, aikaisempi bakteeri-DNA integroituu uuteen.

Kuva 01: Yleinen muunnosprosessi

Mikä on erikoistunut transduktio?

Kohtalaisilla bakteriofageilla on lysogeenisiä elinkaareja. He ovat mukana erikoistuneessa transduktioprosessissa, jossa bakteerin DNA-fragmentti siirretään bakteerista toiseen bakteeriin virheen vuoksi. Siksi erikoistunut transduktio voidaan määritellä luovuttajabakteerin DNA: n siirtämiseksi toiseen bakteeriin lauhkean bakteriofagin välityksellä. Kun lauhkeat faagit tartuttavat bakteereita, ne kykenevät integroimaan virus-DNA: n bakteerikromosomiin ja pysymään profaagivaiheessa useiden bakteerien sukupolvien ajan vapauttamatta sitä bakteerien genomista. Bakteerien perimän replikaation aikana virus-DNA replikoituu ja tulee uusiin bakteerisoluihin ja selviytyy. Kuitenkin kun tietyt tekijät indusoivat prophageja, virus-DNA irtoaa bakteerikromosomista. Joskus tämän irrotumisen aikana bakteerikromosomifragmentit irtoavat ja pysyvät kiinnittyneinä profaagi-DNA: han. Induktion takia faagit läpikäyvät myöhemmin lyyttisen syklin. Viruksen genomi replikoituu kiinnittyneellä bakteeri-DNA: lla ja pakataan uusien kapsiidien sisälle ja tekee uusia faageja. Uudet faagit vapauttavat bakteerisolun hajottamalla. Kun uusi faaga tartuttaa toisen bakteerin, bakteerien DNA siirtyy siihen.

Erikoistunut transduktioprosessi

Erikoistuneen muuntamisen vaiheet voidaan tiivistää seuraavasti.

1. Lauhkean bakteriofagi tartuttaa bakteerin.
2. Virus-DNA integroituu bakteerikromosomiin ja siitä tulee vaiheen vaihe
3. Virus-DNA pysyy bakteereissa useiden sukupolvien ajan
4. Spontaanin induktion jälkeen virus-DNA irrottaa bakteerin kromosomaalisen DNA: n.
5. Bakteerien DNA-fragmentit irtoavat bakteerikromosomista virus-DNA: lla.
6. Virus-DNA replikoituu yhdessä bakteerigeenien kanssa ja pakautuu uusien kapsiidien sisälle ja muodostaa uusia faageja.
7. Bakteerisolu hajottaa ja vapauttaa uudet faagit.
8. Uudet faagit tartuttavat uusia bakteereja.
9. Bakteerien DNA sekoittuu uusien bakteerien kanssa infektion aikana.

   

   Kuvio 02: Lambda-faagin osoittama erikoistunut transduktio

Mitä eroa on yleistyneen ja erikoistuneen muuntelun välillä??

Yleistynyt vs. erikoistunut transduktio
Yleistynyt transduktio suoritetaan virulenteilla tai lyyttisillä bakteriofageilla.	Erikoistunut transduktio tapahtuu lauhkeilla fageilla.
Elinkaari
Yleistynyt transduktio käy läpi lyyttisen syklin	Erikoistunut transduktio käy läpi lysogeenisen syklin.
Bakteerien hajoaminen
Bakteerisolu hajoaa nopeasti.	Bakteerisoluja ei hajoa nopeasti, mutta hengissä monien sukupolvien ajan.
Geneettisen materiaalin pakkaukset
Osa luovuttajabakteerin DNA: sta suljetaan viruskapsidiin yleistyneessä transduktiossa	Pienet osat bakteeri-DNA: ta pysyy kiinnittyneenä virus-DNA: han irtoamisen aikana bakteerikromosomista ja pakataan uusiin kapsideihin.
Virus-DNA: n integraatio
Virus-DNA ei ole integroitunut bakteerikromosomiin.	Bakteerien ja virusten DNA integroituu.
Bakteeri-DNA: n hydrolyysi
Bakteeri-DNA hydrolysoi viruksen avulla paloiksi.	Bakteerien DNA: ta ei hydrolysoida.
Prophagen tuotanto
Yleistyneen transduktion aikana ei esiinny profaagien muodostumista.	Prophages muodostuu erikoistuneen transduktion aikana.

Yhteenveto - yleistetty vs. erikoistunut transduktio

Transduktio on prosessi, jolla virus siirtää bakteeri-DNA: ta bakteerista toiseen. Se on luonnollinen prosessi, joka tapahtuu lyyttisten tai lysogeenisten syklien kautta. Virulentit faagit osoittavat yleistynyttä transduktiota. Laukaiset faagit osoittavat erikoistunutta transduktiota. Yleistyneen transduktion aikana virus tuhoaa bakteerisolun. Erikoistuneessa transduktiossa bakteerisolut eivät tuhoudu nopeasti, ellei induktiota ole. Tämä on tärkein ero yleistyneen ja erikoistuneen muunnoksen välillä. Virus-DNA integroituu bakteerikromosomiin erikoistuneessa transduktiossa, ja integraatiota ei tapahdu yleistyneessä transduktiossa.

Viite:
1. Rajaton. “Bakteeritransduktio - rajaton avoin oppikirja.” Rajaton. Rajaton, 8. elokuuta 2016. Verkko. 26. huhtikuuta 2017
2. ”Transduktio - yleinen transduktio.” Kromosomi-, geeni-, virus- ja dna-JRank-artikkelit. N.p., n.d. Web. 26. huhtikuuta 2017
"Transduktio (prokaryootit)." Luontouutisia. Nature Publishing Group, n.d. Web. 26. huhtikuuta 2017

Kuvan kohteliaisuus:
1. ”Lytic Cycle” xxoverflowed (CC BY 2.0) Flickrin kautta
2. “Lambda Phage” Tinastella - Oma työ (julkinen omistus) Commons Wikimedian kautta