Разлика између генерализоване и специјализоване трансдукције

Кључна разлика - Генерализована вс специјализована трансдукција
 

Трансдукција је механизам који бактериофагом преноси ДНК из једне бактерије у другу бактерију. Бактериофаг је вирус који инфицира и размножава се унутар бактерије. Способна је да се причврсти за бактеријску ћелијску стијенку и убризгава своју ДНК у бактерију. Унутар бактерије се вирусна ДНК реплицира и ствара потребне компоненте и ензиме да би створили нове многе бактериофаге. Током овог процеса, бактеријска ДНК се разграђује на комаде и интегрише са вирусним геномом или се вирусна ДНК директно интегрише с бактеријском ДНК. Нови бактериофаги носе бактеријску ДНК у себи. Када ти бактериофаги инфицирају другу бактерију, долази до мешања бактеријске ДНК. Трансдукција се може догодити или литичким циклусом или лизогеним циклусом на основу врсте бактериофага. Дакле, постоје две врсте трансдукције, односно генерализована трансдукција и специјализована трансдукција. Кључна разлика између генерализоване и специјализоване трансдукције је та генерализована трансдукција се врши од вирулентних бактериофага у којима се бактеријска ћелија лизира када се ослободе нових бактериофага док специјализована трансдукција врши се умјереним бактериофазима у којима бактеријска ћелија није лизирана, а вирусна ДНК се интегрише с бактеријском ДНК и опстаје у фази профаге унутар бактерија неколико генерација.

САДРЖАЈ
1. Преглед и кључне разлике
2. Шта је уопштена трансдукција
3. Шта је специјализована трансдукција
4. Упоредна упоредба - Генерализована вс специјализована трансдукција
5. Резиме

Шта је генерализована трансдукција?

Постоје две врсте бактериофага: вирулентни и умерени. Вирулентни бактериофаг је способан да убије бактерију домаћина. Увек пролазе кроз литски животни циклус што узрокује смрт домаћина бактерија. Инфекција бактерије вирулентним бактериофагом и преношење бактеријске ДНК у другу бактерију током друге инфекције позната је као генерализована трансдукција. Дакле, генерализована трансдукција може се дефинисати као пренос бактеријске ДНК из једне бактерије у другу бактерију вирулентним бактериофагом током литског циклуса бактериофага. Бактеријски пренос ДНК догађа се због грешака у паковању генетског материјала у новим фагама. Паковање ново реплициране вирусне ДНК у нове фаге показује малу вјерност. Стога, током паковања генетског материјала, мали комади бактеријске ДНК или рекомбинована бактеријска ДНК са вирусном ДНК могу се погрешно укључити у фагове. Ако се бактеријска ДНК случајно убаци у вирусни капсид, друга инфекција уводи ову ДНК у другу бактерију. Дакле, трансдукција се успешно завршава између две бактерије.

После инфекције вирулентни фаги су способни да контролишу бактеријску ћелијску машину и реплицирају сопствену ДНК. Вирус такође постаје способан да разгради бактеријски хромозом у ситне комаде и изазове нагли поремећај ћелије бактеријске ћелије за ослобађање окупљених фага што изазива смрт ћелије..

Општи процес трансдукције

Генерализована трансдукција је брз процес у којем бактерије умиру у кратком временском периоду. Бактериофаг је способан да разбије бактеријску ДНК на комаде, уништи бактеријску ћелију. Кораци генерализоване трансдукције могу се сумирати на следећи начин.

1. Вирулентна (литска) бактериофага инфицира бактерију.
2. Геном фага улази у бактеријску ћелију.
3. Вирус управља метаболичким механизмима стварања сопствене ДНК и других потребних компоненти и ензима.
4. Бактеријска ДНК хидролизира у мале комаде.
5. Паковање генетског материјала унутар нових фага. Повремено се бактеријски фрагменти ДНК спакују у нове капсиде фага
6. Бактеријска ћелија лизира и ослобађа нове фагове.
7. Када трансдуђени фаг инфицира другу бактерију, претходна бактеријска ДНК се интегрише у нову.

Слика 01: Генерализовани процес трансдукције

Шта је специјална трансдукција?

Умерени бактериофаги показују лизогене животне циклусе. Они су укључени у специјализовани поступак трансдукције у којем се фрагмент бактеријске ДНК због грешке преноси из једне бактерије у другу. Дакле, специјализована трансдукција може се дефинисати као пренос бактеријске ДНА донора у другу бактерију умереним бактериофазима. Када умерени фаги инфицирају бактерије, они су у стању да интегришу вирусну ДНК у бактеријски хромосом и остану у фази профага неколико генерација бактерија, не ослобађајући га из бактеријског генома. За време репликације бактеријског генома, вирусна ДНК подлеже репликацији и улази у нове бактеријске ћелије и опстаје. Међутим, када се профаги индукују одређеним факторима, вирусна ДНК се одваја од бактеријског хромозома. Понекад се током одвајања фрагменти бактеријских хромозома одлепе и остају везани за ДНК профага. Због индукције, фаги након тога пролазе литски циклус. Вирусни геном се реплицира са приложеном бактеријском ДНК и спакује у нове капсиде и ствара нове фагове. Нови фаги лизијом ослобађају бактеријску ћелију. Када нови фаг инфицира другу бактерију, бактеријска ДНК се преноси на њега.

Специјализовани процес трансдукције

Кораци специјализоване трансдукције могу се сумирати на следећи начин.

1. Умерени бактериофаг инфицира бактерију.
2. Вирусна ДНК се интегрише у бактеријски хромосом и постаје стадија профаге
3. Вирусна ДНК остаје у бактеријама неколико генерација
4. Након спонтане индукције, вирусна ДНК одваја бактеријску хромозомску ДНК.
5. Фрагменти бактеријске ДНК одвајају се од бактеријског хромозома са вирусном ДНК.
6. Вирусна ДНК се реплицира заједно са бактеријским генима и пакује унутар нових капсида и ствара нове фагове.
7. Бактеријска ћелија лизира и ослобађа нове фагове.
8. Нови фаги инфицирају нове бактерије.
9. Бактеријска ДНК се током инфекције меша са новим бактеријама.

   

   Слика 02: Специјализована трансдукција приказана ламбда фагом

Која је разлика између генерализоване и специјализоване трансдукције?

Генерализовани вс Специјализована трансдукција
Генерализована трансдукција врши се вирулентним или литским бактериофазима.	Специјализована трансдукција врши се умереним фагама.
Животни циклус
Генерализована трансдукција пролази кроз литски циклус	Специјализована трансдукција пролази лизогени циклус.
Листе бактерија
Бактеријске ћелије брзо лизирају.	Бактеријске ћелије се не лизирају брзо, али опстају неколико генерација.
Паковање генетског материјала
Део бактеријске ДНК донора затворен је у вирусну капсиду у генерализованој трансдукцији	Мали делови бактеријске ДНК остају везани за вирусну ДНК током одвајања од бактеријског хромозома и пакују се у нове капсиде.
Интеграција вирусне ДНК
Вирусна ДНК није интегрисана у бактеријски хромосом.	Интегрише се бактеријска и вирусна ДНК.
Хидролиза бактеријске ДНК
Бактеријска ДНК вирус хидролизира у комаде.	Бактеријска ДНК се не хидролизује.
Производња профага
Не постоји формирање профага током генерализоване трансдукције.	Профаги настају током специјализоване трансдукције.

Преглед - Генерализовано вс Специјализована трансдукција

Трансдукција је процес преношења бактеријске ДНК из једне бактерије у другу вирусом. То је природан процес који се дешава кроз лизичке или лизогене циклусе. Вирулентни фаги показују генерализовану трансдукцију. Умерени фаги показују специјализовану трансдукцију. За време генерализоване трансдукције, вирус уништава бактеријску ћелију. У специјализованој трансдукцији, бактеријске ћелије се брзо не уништавају ако нема индукције. Ово је главна разлика између генерализоване и специјализоване трансдукције. Вирусна ДНК интегрише се у бактеријски хромосом у специјализованој трансдукцији, а интеграција се не дешава код генерализоване трансдукције.

Референце:
1. Неограничено. „Бактеријска трансдукција - Отворен уџбеник без граница.“ Неограничено. Боундлесс, 08. августа 2016. Веб. 26. април 2017
2. „Трансдукција - Генерализована трансдукција.“ Чланци о хромосомима, генетици, вирусима и ДНК - ЈРанк. Н.п., н.д. Веб. 26. април 2017
„Трансдукција (прокариоти).“ Натуре Невс. Натуре Публисхинг Гроуп, н.д. Веб. 26. април 2017

Љубазношћу слике:
1. "Литиц Цицле" од кковерфловед (ЦЦ БИ 2.0) преко Флицкр-а
2. "Ламбда Пхаге" Тинастелла - Властито дело (Публиц Домаин) преко Цоммонс Викимедиа