Kľúčový rozdiel - generalizovaná vs špecializovaná transdukcia
Transdukcia je mechanizmus, ktorý bakteriofágom prenáša DNA z jednej baktérie na druhú. Bakteriofág je vírus, ktorý infikuje a replikuje sa v baktérii. Je schopný sa pripojiť k bunkovej stene baktérie a vstreknúť svoju DNA do baktérie. Vo vnútri baktérie sa vírusová DNA replikuje a vytvára potrebné komponenty a enzýmy na výrobu nových mnohých bakteriofágov. Počas tohto procesu sa bakteriálna DNA degraduje na kúsky a integruje sa s vírusovým genómom alebo sa vírusová DNA integruje priamo s bakteriálnou DNA. Nové bakteriofágy nesú v sebe bakteriálnu DNA. Keď tieto bakteriofágy infikujú ďalšie baktérie, dôjde k zmiešaniu bakteriálnej DNA. Transdukcia sa môže uskutočniť buď lytickým cyklom alebo lyzogénnym cyklom na základe typu bakteriofága. Tedaexistujú dva typy transdukcie, a to generalizovaná transdukcia a špecializovaná transdukcia. Kľúčovým rozdielom medzi generalizovanou a špecializovanou transdukciou je, že generalizovaná transdukcia sa uskutočňuje virulentnými bakteriofágmi, v ktorých sa bakteriálna bunka lyžuje, keď sa uvoľňujú nové bakteriofágy, zatiaľ čo špecializovaná transdukcia sa vykonáva temperovanými bakteriofágmi, v ktorých nie je bakteriálna bunka lyžovaná, a vírusová DNA sa integruje s bakteriálnymi bunkami. DNA a prežíva v profágovom štádiu v baktériách niekoľko generácií. Kľúčovým rozdielom medzi generalizovanou a špecializovanou transdukciou je, že generalizovaná transdukcia sa uskutočňuje virulentnými bakteriofágmi, v ktorých sa bakteriálna bunka lyžuje, keď sa uvoľňujú nové bakteriofágy, zatiaľ čo špecializovaná transdukcia sa vykonáva temperovanými bakteriofágmi, v ktorých nie je bakteriálna bunka lyžovaná, a vírusová DNA sa integruje s bakteriálnymi bunkami. DNA a prežíva v profágovom štádiu v baktériách niekoľko generácií. Kľúčovým rozdielom medzi generalizovanou a špecializovanou transdukciou je, že generalizovaná transdukcia sa uskutočňuje virulentnými bakteriofágmi, v ktorých sa bakteriálna bunka lyžuje, keď sa uvoľňujú nové bakteriofágy, zatiaľ čo špecializovaná transdukcia sa vykonáva temperovanými bakteriofágmi, v ktorých nie je bakteriálna bunka lyžovaná, a vírusová DNA sa integruje s bakteriálnymi bunkami. DNA a prežíva v profágovom štádiu v baktériách niekoľko generácií.
OBSAH
1. Prehľad a hlavný rozdiel
2. Čo je generalizovaná transdukcia
3. Čo je špecializovaná transdukcia
4. Vedľajšie porovnanie - generalizovaná vs. špecializovaná transdukcia
5. Zhrnutie
Čo je generalizovaná transdukcia?
Existujú dva typy bakteriofágov: virulentné a mierne. Virulentný bakteriofág je schopný zabíjať hostiteľskú baktériu. Vždy prechádzajú lytickým životným cyklom, ktorý spôsobuje smrť hostiteľských baktérií. Infekcia baktérie virulentným bakteriofágom a prenos bakteriálnej DNA na inú baktériu počas druhej infekcie je známa ako generalizovaná transdukcia. Preto môže byť generalizovaná transdukcia definovaná ako prenos bakteriálnej DNA z jednej baktérie do inej baktérie virulentným bakteriofágom počas lytického cyklu bakteriofága. K prenosu bakteriálnej DNA dochádza v dôsledku chýb v balení genetického materiálu v nových fágoch. Balenie novo replikovanej vírusovej DNA do nových fágov vykazuje nízku vernosť. Preto počas balenia genetického materiálumalé kúsky bakteriálnej DNA alebo rekombinovaná bakteriálna DNA s vírusovou DNA môžu byť nesprávne zahrnuté do fágov. Ak je do vírusovej kapsidy náhodne vložená bakteriálna DNA, druhá infekcia zavádza túto DNA do inej baktérie. Transdukcia sa teda úspešne dokončí medzi dvoma baktériami.
Po infekcii sú virulentné fágy schopné riadiť mechanizmy bakteriálnych buniek na replikáciu vlastnej DNA. Vírus sa tiež stáva schopný degradovať bakteriálny chromozóm na malé kúsky a spôsobuje náhle narušenie steny bakteriálnych buniek za uvoľňovania zhromaždených fágov, ktoré spôsobujú bunkovú smrť.
Zovšeobecnený proces transdukcie
Generalizovaná transdukcia je rýchly proces, pri ktorom baktérie zomrú v krátkom časovom období. Bakteriofág je schopný rozdeliť bakteriálnu DNA na kúsky a zničiť tak bakteriálnu bunku. Kroky generalizovanej transdukcie možno zhrnúť nasledovne.
- Virulentný (lytický) bakteriofág infikuje baktériu.
- Fágový genóm vstupuje do bakteriálnej bunky.
- Vírus riadi bakteriálne metabolické mechanizmy na výrobu vlastnej DNA a ďalších potrebných zložiek a enzýmov.
- Bakteriálna DNA sa hydrolyzuje na malé kúsky.
- Genetický materiál sa balí do nových fágov. Fragmenty bakteriálnej DNA sa príležitostne ukladajú do nových fágových kapsidov
- Bakteriálna bunka lyžuje a uvoľňuje nové fágy.
- Keď transdukovaný fág infikuje inú baktériu, predchádzajúca bakteriálna DNA sa začlení do novej.
Obrázok 01: Zovšeobecnený proces transdukcie
Čo je to špecializovaná transdukcia?
Mierne bakteriofágy vykazujú lyzogénne životné cykly. Sú zapojené do špecializovaného procesu transdukcie, pri ktorom je fragment bakteriálnej DNA prenesený z jednej baktérie na druhú v dôsledku chyby. Preto možno špecializovanú transdukciu definovať ako prenos darcovskej bakteriálnej DNA na inú baktériu miernymi bakteriofágmi. Keď temperované fágy infikujú baktérie, sú schopné integrovať vírusovú DNA do bakteriálneho chromozómu a zostať v profágovom štádiu niekoľko bakteriálnych generácií bez toho, aby ju uvoľnili z bakteriálneho genómu. Počas replikácie bakteriálneho genómu je vírusová DNA replikovaná a vstupuje do nových bakteriálnych buniek a prežíva. Keď sú však profágy indukované určitými faktormi, vírusová DNA sa oddeľuje od bakteriálneho chromozómu. Niekedy počas tohto oddeleniafragmenty bakteriálnych chromozómov sa oddelia a zostanú pripojené k profágovej DNA. Kvôli indukcii potom fágy prechádzajú lytickým cyklom. Vírusový genóm sa replikuje s pripojenou bakteriálnou DNA a balí sa do nových kapsidov a vytvára nové fágy. Nové fágy uvoľňujú bakteriálnu bunku lýzou. Keď nový fág infikuje inú baktériu, prenesie sa na ňu bakteriálna DNA.
Špecializovaný proces transdukcie
Kroky špecializovanej transdukcie možno zhrnúť nasledovne.
- Mierny bakteriofág infikuje baktériu.
- Vírusová DNA sa integruje do bakteriálneho chromozómu a stáva sa profágovým štádiom
- Vírusová DNA zostáva v baktériách niekoľko generácií
- Po spontánnej indukcii vírusová DNA oddeľuje bakteriálnu chromozomálnu DNA.
- Fragmenty bakteriálnej DNA sa oddeľujú od bakteriálneho chromozómu s vírusovou DNA.
- Vírusová DNA sa replikuje spolu s bakteriálnymi génmi a balí sa do nových kapsidov a vytvára nové fágy.
- Bakteriálna bunka lyžuje a uvoľňuje nové fágy.
- Nové fágy infikujú nové baktérie.
-
Bakteriálna DNA sa počas infekcie zmieša s novými baktériami.
Kľúčový rozdiel - generalizovaná vs špecializovaná transdukcia Obrázok 02: Špecializovaná transdukcia znázornená lambda fágom
Aký je rozdiel medzi všeobecnou a špecializovanou transdukciou?
Rozdielny článok v strede pred tabuľkou
Generalizovaná vs špecializovaná transdukcia |
|
| Generalizovaná transdukcia sa uskutočňuje virulentnými alebo lytickými bakteriofágmi. | Špecializovaná transdukcia sa uskutočňuje temperovanými fágmi. |
| Životný cyklus | |
| Generalizovaná transdukcia prechádza lytickým cyklom | Špecializovaná transdukcia prechádza lyzogénnym cyklom. |
| Lýza baktérií | |
| Bakteriálna bunka rýchlo lyžuje. | Bakteriálne bunky nie sú lýzované rýchlo, ale prežívajú niekoľko generácií. |
| Balenie genetického materiálu | |
| Časť bakteriálnej DNA darcu je uzavretá vo vírusovej kapside v generalizovanej transdukcii | Malé časti bakteriálnej DNA zostávajú pripojené k vírusovej DNA počas odpojenia od bakteriálneho chromozómu a sú zabalené do nových kapsidov. |
| Integrácia vírusovej DNA | |
| Vírusová DNA nie je integrovaná do bakteriálneho chromozómu. | Integruje sa bakteriálna a vírusová DNA. |
| Hydrolýza bakteriálnej DNA | |
| Bakteriálna DNA vírusom hydrolyzuje na kúsky. | Bakteriálna DNA nie je hydrolyzovaná. |
| Produkcia Prophage | |
| Počas generalizovanej transdukcie nedochádza k formovaniu proroka. | Pri špecializovanej transdukcii sa vytvárajú proroky. |
Zhrnutie - generalizované vs špecializované transdukcie
Transdukcia je proces prenosu bakteriálnej DNA z jednej baktérie na inú vírusom. Je to prirodzený proces, ktorý sa deje prostredníctvom lytických alebo lyzogénnych cyklov. Vírusové fágy vykazujú generalizovanú transdukciu. Mierne fágy vykazujú špecializovanú transdukciu. Počas generalizovanej transdukcie vírus ničí bakteriálnu bunku. Pri špecializovanej transdukcii nie sú bakteriálne bunky rýchlo zničené, pokiaľ nedôjde k indukcii. Toto je hlavný rozdiel medzi generalizovanou a špecializovanou transdukciou. Vírusová DNA sa integruje do bakteriálneho chromozómu pri špecializovanej transdukcii a k integrácii nedochádza pri generalizovanej transdukcii.
