Különbség az általánosított és a specializált transzdukció között

Legfontosabb különbség - általánosított vagy specializált transzdukció
 

A transzdukció olyan mechanizmus, amely bakteriofág útján továbbítja az egyik baktériumból a másikba a baktériumot. A bakteriofág egy vírus, amely fertőz és replikálódik egy baktériumban. Képesek hozzákapcsolódni a baktériumsejt falához és beinjektálni a DNS-ét a baktériumba. A baktériumon belül a vírus DNS replikálódik, és létrehozza a szükséges összetevőket és enzimeket az új, sok bakteriofág előállításához. E folyamat során a baktérium-DNS darabokra bomlik és integrálódik a vírusgenomba, vagy a vírus-DNS közvetlenül integrálódik a bakteriális DNS-be. Az új bakteriofágok magukban foglalják a baktérium-DNS-t. Amikor ezek a bakteriofágok egy másik baktériumot megfertőznek, akkor a bakteriális DNS keveredik. A transzdukció akár bakteriofág típusától függően, akár lytikus ciklusban, akár lizogén ciklusban megtörténhet. Ezért kétféle típusú transzdukció létezik: az általános transzdukció és a speciális transzdukció. Az általános és a speciális transzdukció közötti fő különbség az az általános transzdukciót virulens bakteriofágok végzik, amelyekben a baktériumsejt lizálódik, amikor új bakteriofágok szabadulnak fel míg a speciális transzdukciót mérsékelt bakteriofágok valósítják meg, amelyekben a baktériumsejt nem lizálódik, és a vírusos DNS integrálódik a baktérium-DNS-hez, és a baktériumokon belül több generáció alatt fennmarad a fejlõdés szakaszában.

TARTALOMJEGYZÉK
1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mi az általánosított transzdukció?
3. Mi a speciális transzdukció?
4. Összehasonlítás egymással - Általános vagy speciális transzdukció
5. Összegzés

Mi az általánosított transzdukció??

Kétféle bakteriofág létezik: virulens és mérsékelt. A Virulens bakteriofág képes megölni a gazdabaktériumot. Mindig lízikus életcikluson megy keresztül, amely gazda baktériumok halálát okozza. A baktérium virulens bakteriofág általi fertőzése és a baktérium-DNS átvitele egy másik baktériumba a második fertőzés során általános transzdukciónak nevezik. Ennélfogva az általános transzdukció úgy határozható meg, hogy a bakteriális DNS egyik baktériumból egy másik baktériumba történő átvitelét virulens bakteriofág végzi a bakteriofág litikus ciklusa alatt. A baktériumok DNS-átadása az új fágok genetikai anyagcsomagolásának hibái miatt történik. Az újonnan replikált vírus-DNS új fágokba csomagolása alacsony hűségű. Ezért a genetikai anyag csomagolása során a bakteriális DNS kis részeit vagy a vírusos DNS-sel kombinált baktérium-DNS-t tévesen lehet beépíteni a fágokba. Ha véletlenszerűen beiktatunk baktérium-DNS-t a víruskapszidbe, a második fertőzés bejuttatja ezt a DNS-t egy másik baktériumba. Ezért a transzdukció két baktérium között sikeresen befejeződik.

A fertőzés után a virulens fágok képesek a baktériumsejt-mechanizmusok irányítására, hogy replikálják a saját DNS-t. A vírus képessé teszi a baktérium kromoszómájának apró darabokra történő lebontását is, és a baktérium sejtfalának hirtelen megbontását okozza, összegyűjtött fágok felszabadulásakor okozva sejthalált.

Általános transzdukciós folyamat

Az általános transzdukció egy gyors folyamat, amelyben a baktériumok rövid idő alatt elpusztulnak. A bakteriofág képes darabokra bontani a baktérium-DNS-t és elpusztítani a baktériumsejtet. Az általános transzdukció lépéseit az alábbiakban foglalhatjuk össze.

1. A virulens (litikus) bakteriofág megfertőzi a baktériumot.
2. A fággenom belép a baktériumsejtbe.
3. A vírus szabályozza a baktériumok anyagcsere-mechanizmusait, hogy elkészítse saját DNS-ét, valamint egyéb szükséges komponenseket és enzimeket.
4. A baktérium-DNS apró darabokra hidrolizál.
5. Az új fágokban lévő genetikai anyagcsomagolás. Időnként a bakteriális DNS-fragmentumok új fágkapszidokba csomagolódnak
6. A baktériumsejt lizálja és felszabadítja az új fágokat.
7. Amikor a transzdukált fág egy másik baktériumot megfertőz, az előző baktérium DNS beépül egy újba.

01. ábra: Általános transzdukciós folyamat

Mi az a speciális transzdukció??

A mérsékelt bakteriofágok lizogén életciklusokat mutatnak. Részt vesznek a speciális transzdukciós folyamatban, amelyben a bakteriális DNS-fragmens hiba miatt az egyik baktériumból a másikba kerül. Ezért a speciális transzdukciót úgy definiálhatjuk, mint a donor baktérium-DNS átvitelét egy másik baktériumra a mérsékelt bakteriofágok által. Amikor a mérsékelt fágok baktériumokat fertőznek, képesek integrálni a vírus DNS-t a baktériumok kromoszómájába, és több baktériumgeneráció során maradnak a fázis szakaszában anélkül, hogy felszabadítanák a baktérium genomjából. A baktérium genom replikációja során a vírus DNS replikáció alá kerül, új baktériumsejtekbe lép és életben marad. Amikor azonban a prófákat bizonyos tényezők indukálják, a vírusos DNS levál a bakteriális kromoszómából. Időnként a leválás során a bakteriális kromoszómák fragmensei leválnak és maradnak a fázis DNS-jéhez. Az indukció következtében a fágok utólag lízikus cikluson mennek keresztül. A vírusgenom replikálódik a kapcsolódó baktérium-DNS-sel, és új kapszidokba csomagolódik, és új fágokat hoz létre. Az új fágok lízissel szabadítják fel a baktériumsejtet. Amikor egy új fág egy másik baktériumot megfertőz, akkor a baktérium-DNS átkerül rá.

Specializált transzdukciós folyamat

A speciális transzdukció lépései az alábbiakban foglalhatók össze.

1. A mérsékelt bakteriofág fertőzi a baktériumot.
2. A vírusos DNS integrálódik a bakteriális kromoszómába, és a fázis szakaszává válik
3. A vírus-DNS több generáció alatt marad a baktériumokon belül
4. Spontán indukciókor a vírusos DNS leválasztja a baktérium kromoszómális DNS-ét.
5. A baktérium-DNS fragmensei leválasztják a baktérium-kromoszómát a vírusos DNS-sel.
6. A vírusos DNS replikálódik a baktériumgénekkel és új kapszidokba csomagolódik, és új fágokat képez.
7. A baktériumsejt lizálja és felszabadítja az új fágokat.
8. Az új fágok megfertőzik az új baktériumokat.
9. A baktérium-DNS keveredik az új baktériumokkal a fertőzés során.

   

   02 ábra: Speciális transzdukció a lambda fág segítségével

Mi a különbség az általánosított és a specializált transzdukció között??

Általános vagy speciális transzdukció
Az általános transzdukciót virulens vagy litikus bakteriofágok végzik.	A speciális transzdukciót mérsékelt fágok valósítják meg.
Életciklus
Az általános transzdukció lízikus cikluson megy keresztül	A speciális transzdukció lizogén cikluson megy keresztül.
A baktériumok lízise
A baktériumsejt gyorsan lizálódik.	A baktériumsejteket nem lizálják gyorsan, hanem több generáción keresztül élnek meg.
A genetikai anyag csomagolása
A donor baktérium-DNS egy része a víruskapszidba záródik az általános transzdukció során	A bakteriális DNS kis részei a vírus DNS-hez kapcsolódnak a baktérium kromoszómából történő leválasztás során, és új kapszidokba csomagolódnak.
A vírusos DNS integrációja
A vírus DNS nem integrálódik a baktérium kromoszómájába.	Bakteriális és vírusos DNS integrálódik.
Bakteriális DNS hidrolízise
A baktérium-DNS darabokra hidrolizál a vírus által.	A baktérium-DNS nem hidrolizálódik.
Prophage előállítása
Az általános transzdukció során nincs fázisképződés.	A prófák speciális transzdukció során alakulnak ki.

Összegzés - Általános és speciális transzdukció

A transzdukció a baktérium-DNS átvitele az egyik baktériumból a másikra egy vírus révén. Ez egy természetes folyamat, amely lytikus vagy lizogén ciklusokon keresztül történik. A Virulens fágok általános transzdukciót mutatnak. A mérsékelt fágok speciális transzdukciót mutatnak. Az általános transzdukció során a vírus elpusztítja a baktériumsejtet. A speciális transzdukció során a baktériumsejteket nem lehet gyorsan elpusztítani, hacsak nincs indukció. Ez a fő különbség az általános és a speciális transzdukció között. A vírus DNS integrálódik a baktérium kromoszómájába speciális transzdukció során, és az integráció nem fordul elő általános transzdukcióban.

Referencia:
1. Határtalan. “Bakteriális transzdukció - Határtalan nyitott tankönyv.” Határtalan. Nincs korlátozás, 2016. augusztus 8. Web. 2017. április 26
2. „Transzdukció - általánosított transzdukció.” Kromoszóma, genetikai, vírusos és DNS - JRank cikkek. N.p., n.d. Web. 2017. április 26
„Transzdukció (prokarióták).” Természet Hírek. Nature Publishing Group, n.d. Web. 2017. április 26

Kép jóvoltából:
1. „Lytic Cycle” xxoverflow-val (CC BY 2.0) Flickr-en keresztül
2. „Lambda fág” Tinastella által - Saját munka (Public Domain) a Commons Wikimedia segítségével