Belangrijkste verschil - gegeneraliseerde versus gespecialiseerde transductie
Transductie is een mechanisme dat DNA van de ene bacterie naar de andere bacterie overbrengt door een bacteriofaag. Bacteriofaag is een virus dat infecteert en repliceert binnen een bacterie. Het is in staat zich te hechten aan de bacteriële celwand en zijn DNA in de bacterie te injecteren. Binnenin de bacterie repliceert viraal DNA zich en creëert het de nodige componenten en enzymen om nieuwe bacteriofagen te maken. Tijdens dit proces breekt bacterieel DNA af in stukjes en integreert het met het virale genoom of integreert viraal DNA direct met bacterieel DNA. Nieuwe bacteriofagen dragen het bacteriële DNA in zich. Wanneer deze bacteriofagen een andere bacterie infecteren, treedt vermenging van bacterieel DNA op. Transductie kan gebeuren door een lytische cyclus of een lysogene cyclus op basis van het type bacteriofaag. Vandaar,er zijn twee soorten transductie, namelijk gegeneraliseerde transductie en gespecialiseerde transductie. Het belangrijkste verschil tussen gegeneraliseerde en gespecialiseerde transductie is dat gegeneraliseerde transductie wordt uitgevoerd door virulente bacteriofagen waarin bacteriële cellen worden gelyseerd wanneer nieuwe bacteriofagen worden vrijgegeven, terwijl gespecialiseerde transductie wordt uitgevoerd door gematigde bacteriofagen waarin bacteriële cellen niet worden gelyseerd en viraal DNA integreert met bacteriële cellen. DNA en overleeft meerdere generaties in de profaagfase binnen de bacteriën. Het belangrijkste verschil tussen gegeneraliseerde en gespecialiseerde transductie is dat gegeneraliseerde transductie wordt uitgevoerd door virulente bacteriofagen waarin bacteriële cellen worden gelyseerd wanneer nieuwe bacteriofagen worden vrijgegeven, terwijl gespecialiseerde transductie wordt uitgevoerd door gematigde bacteriofagen waarin bacteriële cellen niet worden gelyseerd en viraal DNA integreert met bacteriële cellen. DNA en overleeft verschillende generaties in de profaagfase binnen de bacteriën. Het belangrijkste verschil tussen gegeneraliseerde en gespecialiseerde transductie is dat gegeneraliseerde transductie wordt uitgevoerd door virulente bacteriofagen waarin bacteriële cellen worden gelyseerd wanneer nieuwe bacteriofagen worden vrijgegeven, terwijl gespecialiseerde transductie wordt uitgevoerd door gematigde bacteriofagen waarin bacteriële cellen niet worden gelyseerd en viraal DNA integreert met bacteriële cellen. DNA en overleeft meerdere generaties in de profaagfase binnen de bacteriën.
INHOUD
1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is gegeneraliseerde transductie
3. Wat is gespecialiseerde transductie
4. Vergelijking zij aan zij - gegeneraliseerde versus gespecialiseerde transductie
5. Samenvatting
Wat is gegeneraliseerde transductie?
Er zijn twee soorten bacteriofagen: virulent en gematigd. Virulente bacteriofaag is in staat de gastheerbacterie te doden. Ze ondergaan altijd een lytische levenscyclus die de dood van gastheerbacteriën veroorzaakt. Infectie van een bacterie door een virulente bacteriofaag en het overbrengen van bacterieel DNA naar een andere bacterie tijdens de tweede infectie staat bekend als gegeneraliseerde transductie. Daarom kan gegeneraliseerde transductie worden gedefinieerd als de overdracht van bacterieel DNA van de ene bacterie naar de andere bacterie door een virulente bacteriofaag tijdens de lytische cyclus van de bacteriofaag. Bacteriële DNA-overdracht vindt plaats als gevolg van fouten in de verpakking van genetisch materiaal in de nieuwe fagen. De verpakking van nieuw gerepliceerd viraal DNA in nieuwe fagen vertoont een lage betrouwbaarheid. Vandaar dat tijdens het verpakken van genetisch materiaalkleine stukjes bacterieel DNA of gerecombineerd bacterieel DNA met viraal DNA kunnen ten onrechte in fagen worden opgenomen. Als bacterieel DNA per ongeluk in de virale capside wordt ingebracht, brengt de tweede infectie dit DNA in een andere bacterie. Daarom is de transductie tussen twee bacteriën met succes voltooid.
Na de infectie zijn virulente fagen in staat de machinerie van bacteriële cellen te controleren om hun eigen DNA te repliceren. Het virus wordt ook in staat bacteriële chromosomen in kleine stukjes af te breken en veroorzaakt een plotselinge verstoring van de bacteriële celwand voor het vrijkomen van geassembleerde fagen die celdood veroorzaken.
Gegeneraliseerd transductieproces
Gegeneraliseerde transductie is een snel proces waarbij bacteriën binnen korte tijd afsterven. Bacteriofaag is in staat bacterieel DNA in stukken te breken en de bacteriële cel te vernietigen. De stappen van gegeneraliseerde transductie kunnen als volgt worden samengevat.
- Een virulente (lytische) bacteriofaag infecteert een bacterie.
- Het faaggenoom komt de bacteriële cel binnen.
- Virus beheert de bacteriële metabolische mechanismen om zijn eigen DNA en andere noodzakelijke componenten en enzymen te maken.
- Bacterieel DNA hydrolyseert in kleine stukjes.
- Genetisch materiaal verpakt in de nieuwe fagen. Af en toe pakken bacteriële DNA-fragmenten zich in nieuwe faag-capsiden
- Bacteriële cel lyseert en geeft de nieuwe fagen vrij.
- Wanneer getransduceerde faag een andere bacterie infecteert, wordt het vorige bacteriële DNA opgenomen in een nieuw.
Figuur 01: gegeneraliseerd transductieproces
Wat is gespecialiseerde transductie?
Gematigde bacteriofagen vertonen lysogene levenscycli. Ze zijn betrokken bij een gespecialiseerd transductieproces waarbij een fragment van bacterieel DNA door een fout wordt overgedragen van de ene bacterie naar de andere bacterie. Daarom kan gespecialiseerde transductie worden gedefinieerd als de overdracht van bacterieel donor-DNA naar een andere bacterie door de gematigde bacteriofagen. Wanneer gematigde fagen bacteriën infecteren, zijn ze in staat om viraal DNA te integreren in het bacteriële chromosoom en gedurende verschillende bacteriële generaties in het profaagstadium te blijven zonder het uit het bacteriële genoom vrij te maken. Tijdens de bacteriële genoomreplicatie is viraal DNA onderhevig aan replicatie en gaat het nieuwe bacteriële cellen binnen en overleeft het. Wanneer de profagen echter door bepaalde factoren worden geïnduceerd, wordt viraal DNA losgemaakt van het bacteriële chromosoom. Soms tijdens deze onthechting,fragmenten van bacteriële chromosomen maken los en blijven gehecht aan profaag-DNA. Door de inductie ondergaan fagen daarna een lytische cyclus. Viraal genoom repliceert met aangehecht bacterieel DNA en verpakt in nieuwe capsiden en maakt nieuwe fagen. Nieuwe fagen maken de bacteriële cel vrij door lysis. Wanneer een nieuwe faag een andere bacterie infecteert, wordt bacterieel DNA er naar overgedragen.
Gespecialiseerd transductieproces
De stappen van gespecialiseerde transductie kunnen als volgt worden samengevat.
- Een gematigde bacteriofaag infecteert een bacterie.
- Viraal DNA integreert in bacterieel chromosoom en wordt het profaagstadium
- Viraal DNA blijft meerdere generaties in bacteriën
- Bij een spontane inductie maakt viraal DNA het bacteriële chromosomale DNA los.
- Fragmenten van bacterieel DNA worden met viraal DNA losgemaakt van het bacteriële chromosoom.
- Viraal DNA repliceert samen met bacteriële genen en verpakt in nieuwe capsiden en maakt nieuwe fagen.
- Bacteriële cel lyseert en geeft de nieuwe fagen vrij.
- Nieuwe fagen infecteren nieuwe bacteriën.
-
Bacterieel DNA vermengt zich tijdens de infectie met nieuwe bacteriën.
Belangrijkste verschil - gegeneraliseerde versus gespecialiseerde transductie Figuur 02: Gespecialiseerde transductie getoond door lambda-faag
Wat is het verschil tussen gegeneraliseerde en gespecialiseerde transductie?
Diff Artikel Midden voor Tafel
Gegeneraliseerde versus gespecialiseerde transductie |
|
| Gegeneraliseerde transductie wordt gedaan door virulente of lytische bacteriofagen. | Gespecialiseerde transductie wordt gedaan door gematigde fagen. |
| Levenscyclus | |
| Gegeneraliseerde transductie ondergaat een lytische cyclus | Gespecialiseerde transductie ondergaat een lysogene cyclus. |
| Lysis van bacteriën | |
| Bacteriële cel lyseert snel. | Bacteriële cellen worden niet snel gelyseerd, maar overleven meerdere generaties. |
| Verpakking van genetisch materiaal | |
| Een deel van het bacteriële donor-DNA wordt bij gegeneraliseerde transductie binnen de virale capside ingesloten | Kleine delen van bacterieel DNA blijven tijdens het losmaken van het bacteriële chromosoom gehecht aan viraal DNA en worden verpakt in nieuwe capsiden. |
| Integratie van viraal DNA | |
| Viraal DNA is niet geïntegreerd in het bacteriële chromosoom. | Bacterieel en viraal DNA integreert. |
| Hydrolyse van bacterieel DNA | |
| Bacterieel DNA wordt door het virus in stukjes gehydrolyseerd. | Bacterieel DNA wordt niet gehydrolyseerd. |
| Productie van Prophage | |
| Er is geen profaagvorming tijdens gegeneraliseerde transductie. | Profagen worden gevormd tijdens gespecialiseerde transductie. |
Samenvatting - Gegeneraliseerde versus gespecialiseerde transductie
Transductie is het proces waarbij bacterieel DNA door een virus van de ene bacterie naar de andere wordt overgebracht. Het is een natuurlijk proces dat plaatsvindt via lytische of lysogene cycli. Virulente fagen vertonen gegeneraliseerde transductie. Gematigde fagen vertonen gespecialiseerde transductie. Tijdens gegeneraliseerde transductie vernietigt het virus de bacteriële cel. Bij gespecialiseerde transductie worden bacteriële cellen niet snel vernietigd, tenzij er een inductie is. Dit is het belangrijkste verschil tussen gegeneraliseerde en gespecialiseerde transductie. Viraal DNA integreert in het bacteriële chromosoom bij gespecialiseerde transductie en integratie komt niet voor bij gegeneraliseerde transductie.
