Klíčový rozdíl - generalizovaná vs specializovaná transdukce
Transdukce je mechanismus, který bakteriofágem přenáší DNA z jedné bakterie na jinou bakterii. Bakteriofág je virus, který infikuje a replikuje se v bakterii. Je schopen se připojit k bakteriální buněčné stěně a vstřikovat svou DNA do bakterie. Uvnitř bakterie se virová DNA replikuje a vytváří nezbytné komponenty a enzymy, aby vytvořila nové mnoho bakteriofágů. Během tohoto procesu se bakteriální DNA rozkládá na kousky a integruje se s virovým genomem nebo se virová DNA integruje přímo s bakteriální DNA. Nové bakteriofágy v sobě nesou bakteriální DNA. Když tyto bakteriofágy infikují jiné bakterie, dochází k míšení bakteriální DNA. K transdukci může dojít buď lytickým cyklem nebo lysogenním cyklem na základě typu bakteriofága. Proto,existují dva typy transdukce, jmenovitě generalizovaná transdukce a specializovaná transdukce. Klíčový rozdíl mezi generalizovanou a specializovanou transdukcí spočívá v tom, že generalizovaná transdukce se provádí virulentními bakteriofágy, ve kterých se bakteriální buňka lyžuje, když se uvolňují nové bakteriofágy, zatímco specializovaná transdukce se provádí mírnými bakteriofágy, ve kterých bakteriální buňka není lyžována, a virová DNA se integruje do bakteriální DNA a přežívá v profágové fázi v bakterii několik generací. Klíčovým rozdílem mezi generalizovanou a specializovanou transdukcí je to, že generalizovaná transdukce se provádí virulentními bakteriofágy, ve kterých se bakteriální buňka lyžuje, když se uvolňují nové bakteriofágy, zatímco specializovaná transdukce se provádí mírnými bakteriofágy, ve kterých bakteriální buňka není lyžována, a virová DNA se integruje do bakteriální DNA a přežívá v profágové fázi v bakterii několik generací. Klíčovým rozdílem mezi generalizovanou a specializovanou transdukcí je to, že generalizovaná transdukce se provádí virulentními bakteriofágy, ve kterých se bakteriální buňka lyžuje, když se uvolňují nové bakteriofágy, zatímco specializovaná transdukce se provádí mírnými bakteriofágy, ve kterých bakteriální buňka není lyžována, a virová DNA se integruje do bakteriální DNA a přežívá v profágové fázi v bakterii několik generací.
OBSAH
1. Přehled a hlavní rozdíl
2. Co je generalizovaná transdukce
3. Co je specializovaná transdukce
4. Porovnání vedle sebe - generalizovaná vs. specializovaná transdukce
5. Shrnutí
Co je generalizovaná transdukce?
Existují dva typy bakteriofágů: virulentní a mírné. Virulentní bakteriofág je schopen zabíjet hostitelskou bakterii. Vždy procházejí lytickým životním cyklem, který způsobuje smrt hostitelských bakterií. Infekce bakterie virulentním bakteriofágem a přenos bakteriální DNA na jinou bakterii během druhé infekce je známá jako generalizovaná transdukce. Generalizovanou transdukci lze tedy definovat jako přenos bakteriální DNA z jedné bakterie na jinou bakterii virulentním bakteriofágem během lytického cyklu bakteriofága. K přenosu bakteriální DNA dochází v důsledku chyb v balení genetického materiálu v nových fágech. Balení nově replikované virové DNA do nových fágů vykazuje nízkou věrnost. Proto během balení genetického materiálumalé kousky bakteriální DNA nebo rekombinovaná bakteriální DNA s virovou DNA mohou být nesprávně zahrnuty do fágů. Pokud je do virové kapsidy náhodně vložena bakteriální DNA, druhá infekce zavede tuto DNA do jiné bakterie. Transdukce se tedy úspěšně dokončí mezi dvěma bakteriemi.
Po infekci jsou virulentní fágy schopné řídit strojní zařízení bakteriálních buněk k replikaci vlastní DNA. Virus se také stává schopen degradovat bakteriální chromozom na malé kousky a způsobuje náhlé narušení buněčné buněčné stěny za uvolnění sestavených fágů způsobujících buněčnou smrt.
Zobecněný proces přenosu
Generalizovaná transdukce je rychlý proces, při kterém bakterie během krátké doby zemřou. Bakteriofág je schopen rozbít bakteriální DNA na kousky a zničit bakteriální buňku. Kroky generalizované transdukce lze shrnout následovně.
- Virulentní (lytický) bakteriofág infikuje bakterii.
- Fágový genom vstupuje do bakteriální buňky.
- Virus řídí bakteriální metabolické mechanismy pro výrobu vlastní DNA a dalších nezbytných složek a enzymů.
- Bakteriální DNA se hydrolyzuje na malé kousky.
- Genetický materiál se balí uvnitř nových fágů. Fragmenty bakteriální DNA se občas balí do nových fágových kapsid
- Bakteriální buňka lyžuje a uvolňuje nové fágy.
- Když transdukovaný fág infikuje jinou bakterii, předchozí bakteriální DNA se začlení do nové.
Obrázek 01: Zobecněný proces transdukce
Co je to specializovaná transdukce?
Mírné bakteriofágy vykazují lysogenní životní cykly. Jsou zapojeni do specializovaného procesu transdukce, při kterém je fragment bakteriální DNA přenesen z jedné bakterie na jinou bakterii kvůli chybě. Specializovanou transdukci lze tedy definovat jako přenos dárcovské bakteriální DNA na jinou bakterii mírnými bakteriofágy. Když mírné fágy infikují bakterie, jsou schopny integrovat virovou DNA do bakteriálního chromozomu a zůstat ve fázi profága po několik bakteriálních generací, aniž by ji uvolnily z bakteriálního genomu. Během replikace bakteriálního genomu je virová DNA replikována a vstupuje do nových bakteriálních buněk a přežívá. Když jsou však profágy indukovány určitými faktory, virová DNA se oddělí od bakteriálního chromozomu. Někdy během tohoto oddělenífragmenty bakteriálních chromozomů se oddělí a zůstanou připojeny k profágové DNA. Kvůli indukci poté fágy podstoupí lytický cyklus. Virový genom se replikuje s připojenou bakteriální DNA a zabalí se do nových kapsidů a vytvoří nové fágy. Nové fágy uvolňují bakteriální buňku lýzou. Když nový fág infikuje jinou bakterii, přenese se na ni bakteriální DNA.
Specializovaný proces transdukce
Kroky specializované transdukce lze shrnout následovně.
- Mírný bakteriofág infikuje bakterii.
- Virová DNA se integruje do bakteriálního chromozomu a stává se fází profága
- Virová DNA zůstává v bakteriích několik generací
- Po spontánní indukci oddělí virová DNA bakteriální chromozomální DNA.
- Fragmenty bakteriální DNA se oddělují od bakteriálního chromozomu virovou DNA.
- Virová DNA se replikuje společně s bakteriálními geny a zabalí se do nových kapsidů a vytvoří nové fágy.
- Bakteriální buňka lyžuje a uvolňuje nové fágy.
- Nové fágy infikují nové bakterie.
-
Bakteriální DNA se během infekce mísí s novými bakteriemi.
Klíčový rozdíl - generalizovaná vs specializovaná transdukce Obrázek 02: Specializovaná transdukce zobrazená fágem lambda
Jaký je rozdíl mezi generalizovanou a specializovanou transdukcí?
Rozdílný článek uprostřed před tabulkou
Generalizovaná vs specializovaná transdukce |
|
| Generalizovaná transdukce se provádí virulentními nebo lytickými bakteriofágy. | Specializovaná transdukce se provádí temperovanými fágy. |
| Životní cyklus | |
| Generalizovaná transdukce prochází lytickým cyklem | Specializovaná transdukce prochází lysogenním cyklem. |
| Lýza bakterií | |
| Bakteriální buňka rychle lyžuje. | Bakteriální buňky nejsou lyžovány rychle, ale přežívají několik generací. |
| Balení genetického materiálu | |
| Část bakteriální DNA dárce je uzavřena do virové kapsidy v generalizované transdukci | Malé části bakteriální DNA zůstávají připojené k virové DNA během oddělení od bakteriálního chromozomu a jsou zabaleny do nových kapsidů. |
| Integrace virové DNA | |
| Virová DNA není integrována do bakteriálního chromozomu. | Integruje se bakteriální a virová DNA. |
| Hydrolýza bakteriální DNA | |
| Bakteriální DNA virus hydrolýzuje na kousky. | Bakteriální DNA není hydrolyzována. |
| Produkce Prophage | |
| Během generalizované transdukce nedochází k tvorbě proroka. | Během specializované transdukce se vytvářejí proroci. |
Shrnutí - Transakce generalizované vs specializované
Transdukce je proces přenosu bakteriální DNA z jedné bakterie na druhou pomocí viru. Je to přirozený proces, který probíhá lytickými nebo lysogenními cykly. Virulentní fágy vykazují generalizovanou transdukci. Mírné fágy vykazují specializovanou transdukci. Během generalizované transdukce virus ničí bakteriální buňku. Při specializované transdukci nejsou bakteriální buňky rychle zničeny, pokud nedojde k indukci. To je hlavní rozdíl mezi generalizovanou a specializovanou transdukcí. Virová DNA se integruje do bakteriálního chromozomu ve specializované transdukci a k integraci nedochází při generalizované transdukci.
