Forskel mellem transformation og transduktion

Det vigtigste forskel mellem transformation og transduktion er det transformation er en mekanisme, der ændrer bakteriens genetiske materiale ved direkte optagelse af eksogent genetisk materiale fra sine omgivelser gennem celle membran og inkorporering af det i genomet, mens transduktion er injektion af fremmed DNA med en bakteriofager virus i værtsbakterien.

Konjugering er en velkendt metode til DNA-rekombination, som kan findes i både eukaryoter og prokaryoter. Forskere har opdaget, at det er muligt at overføre DNA fra en bakteriecelle til en anden ved hjælp af to andre mekanismer: transformation og transduktion. I lighed med konjugering overfører disse to mekanismer DNA i en retning, og rekombination finder sted mellem alleler i homologe DNA-regioner. Begge mekanismer overfører meget få mængder DNA og overfører ikke hele cellekromosomet.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er transformation
3. Hvad er transduktion
4. Ligheder mellem transformation og transduktion
5. Sammenligning side ved side - transformation vs. transduktion i tabelform
6. Resume

Hvad er transformation?

Fred Griffith, en medicinsk officer i det britiske sundhedsministerium i London, opdagede processen med transformation i 1928. Det er den mekanisme, hvormed bakterier optager DNA-fragmenter fra miljøet og inkorporerer den i deres kromosomer. Efter en vellykket transformation opnår modtagercellen (transformanten) nogle karakteristika, der ikke tidligere var til stede i den. I prokaryoter som bakterier forekommer transformation regelmæssigt, når cellerne findes i stort antal, såsom i menneskelig tarmkanal eller i rig jord.

Figur 01: Transformation

For at gennemføre en vellykket transformation bør bakterien være kompetent nok. Transformationen eller evnen af ​​en celle til at optage ekstracellulært DNA fra omgivelserne afhænger således af bakteriens kompetence. Kompetencen afhænger af variable egenskaber blandt bakterier. Transformation kan udføres kunstigt; undertiden forekommer det endda naturligt. Hvis det forekommer naturligt, øger det potentialet for at forårsage sygdom oftere.

Hvad er transduktion?

I modsætning til transformation kræver transduktion en virus som et middel til at bære DNA-fragment fra donor til modtagercelle. Disse vira er bakterieinficerende vira eller bakteriofager. Som alle vira har disse bakteriofager en kerne af DNA eller RNA omgivet af et lag med protein. Bakteriofager hænger til bakteriens overfladeceptorer og injicerer det virale DNA direkte i bakterien.

Transduktion sker på to måder: lytisk cyklus eller lysogen cyklus. I den lytiske cyklus trænger den virale fag ind i en værtscelle, ødelægger værtens kromosom og gentager sig i værtscellen. I sidste ende ødelægger (fryser) disse fager den samme værtscelle; derfor kalder vi dem virulente fager. I modsætning til i den lytiske cyklus forekommer den direkte lysering af bakteriecellen ikke i den lysogene cyklus. I den lysogene cyklus integreres fag-DNA med værtskromosomet som en profage. Efter integration gennemgår værtscellen DNA-replikation og binær fission, hvilket resulterer i kopier af værtscellen med profeter. Endelig vil disse profetier undskylde sig fra værtenes kromosomer og gå til den lytiske cyklus.

Figur 02: Transduktion

Transduktion er et nyttigt værktøj i genteknologi, når der introduceres et fremmed gen i bakterier. Det er også nyttigt at forstå den mekanisme, hvormed antibiotiske lægemidler bliver ineffektive på grund af overførslen af ​​antibiotikaresistensgener mellem bakterier.

Hvad er ligheden mellem transformation og transduktion?

• Transformation og transduktion er to mekanismer involveret i horisontal genoverførsel fra en bakterie til en anden bakterie.
• Disse to mekanismer overfører DNA i en retning.
• Begge mekanismer overfører imidlertid meget få mængder DNA og overfører ikke hele cellekromosomet.
• Endvidere er både transformation og transduktion vigtige redskaber inden for molekylærbiologi og genteknologi.

Hvad er forskellen mellem transformation og transduktion?

Transformation er den genetiske ændring af bakterier ved direkte optagelse og inkorporering af eksogent DNA fra deres omgivelser. På den anden side er transduktion den proces, hvorved en virus overfører genetisk materiale fra en bakterie til en anden. Så dette er den vigtigste forskel mellem transformation og transduktion. Transformation blev opdaget af Fred Griffith i 1928, mens transduktion blev opdaget af Norton Zinder og Joshua Lederberg i 1952. Desuden bevæger det nøgne DNA sig over modtagerens væg og membran under transformationen uden hjælp af en virus. Men transduktion udføres af en bakteriofag. Derfor kan vi også betragte dette som en forskel mellem transformation og transduktion.

Endvidere erhverves ekstracellulære DNA-fragmenter i transformation. Ved transduktion indsætter bakteriofag DNA-fragment i bakterier. Derfor er dette en betydelig forskel mellem transformation og transduktion. Derudover er en yderligere forskel mellem transformation og transduktion, at en plasmidoverførsel er mulig i transformation, medens det ikke er sandsynligt, at der vil ske i transduktion. Ovenfor disse er en anden signifikant forskel mellem transformation og transduktion, at transformationen er modtagelig for DNAase, mens transduktion er DNAase-resistent.

Nedenfor viser infographic forskellen mellem transformation og transduktion som sammenligning ved siden af ​​hinanden.

Resume - Transformation vs Transduction

Transformation og transduktion er to måder til horisontal genoverføring blandt bakterier. Transformation er processen med direkte optagelse af exogent DNA fra det omgivende via cellevæg og membran i bakteriecellen og inkorporering i dets genom. På den anden side er transduktion processen med at injicere viralt DNA i bakterieceller af bakteriofagerne. Derfor udføres transduktion af en viral vært. Desuden sker transformation naturligt og kunstigt. Det afhænger af bakteriens kompetence. Transduktion afhænger ikke af bakteriens kompetence. Transduktion sker via lytisk og lysogen cyklus. Dette er således forskellen mellem transformation og transduktion.

Reference:

1. "5.1: Transformation i bakterier." Biologi LibreTexts, Libretexts, 27. november 2017, tilgængelig her.
2. Griffiths, Anthony JF. ”Transduktion”. En introduktion til genetisk analyse. 7. udgave. U.S. National Library of Medicine, 1. januar 1970, tilgængelig her.
3. "Grænselig mikrobiologi." Lumen, tilgængelig her.

Billede høflighed:

1. “Kunstig bakteriel transformation” af Amunroe13 - Eget arbejde (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Transduction (genetics) da” af Reytan med ændringer af Geni - ændret version af Image: Transduction (genetics) .svg (Public Domain) via Commons Wikimedia