Avainero transformaation ja transduktion välillä on, että transformaatio on mekanismi, joka muuttaa bakteerien geneettistä materiaalia ottamalla suoraan eksogeenistä geneettistä materiaalia ympäristöstään solukalvon läpi ja sisällyttämällä se genomiin, kun taas transduktio on vieraan DNA:n injektointi bakteriofagiviruksella isäntäbakteeriin.
Konjugaatio on hyvin tunnettu DNA-rekombinaatiomenetelmä, joka löytyy sekä eukaryooteista että prokaryooteista. Tutkijat ovat havainneet, että on mahdollista siirtää DNA:ta yhdestä bakteerisolusta toiseen kahdella muulla mekanismilla: transformaatiolla ja transduktiolla. Samoin kuin konjugaatio, nämä kaksi mekanismia siirtävät DNA:ta yhteen suuntaan, ja homologisten DNA-alueiden alleelien välillä tapahtuu rekombinaatio. Molemmat mekanismit siirtävät hyvin vähän DNA:ta eivätkä koko solukromosomia.
Mitä on transformaatio?
Fred Griffith, Britannian terveysministeriön lääkäri Lontoossa, havaitsi transformaatioprosessin vuonna 1928. Se on mekanismi, jolla bakteerit ottavat DNA-fragmentteja ympäristöstä ja liittävät sen kromosomeihinsa. Onnistuneen transformaation jälkeen vastaanottajasolu (transformantti) saa joitain ominaisuuksia, joita siinä ei aiemmin ollut. Prokaryooteissa, kuten bakteereissa, transformaatiota tapahtuu säännöllisesti, kun soluja on suuria määriä, kuten ihmisen suolistossa tai rikkaassa maaperässä.
Kuva 01: Muutos
Onnistuneen transformaation suorittamiseksi bakteerin tulee olla riittävän pätevä. Siten solun transformaatio tai kyky ottaa solunulkoista DNA:ta ympäristöstä riippuu bakteerin osaamisesta. Pätevyys riippuu bakteerilajien vaihtelevista ominaisuuksista. Muutos voidaan tehdä keinotekoisesti; joskus se tapahtuu jopa luonnollisesti. Jos se esiintyy luonnollisesti, se lisää mahdollisuuksia aiheuttaa sairauksia useammin.
Mikä on transduktio?
Toisin kuin transformaatio, transduktio vaatii viruksen välittäjänä DNA-fragmentin luovuttaj alta vastaanottajasoluun. Nämä virukset ovat bakteereja infektoivia viruksia tai bakteriofageja. Kuten kaikilla viruksilla, näillä bakteriofageilla on DNA- tai RNA-ydin, jota ympäröi proteiinikerros. Bakteriofagit kiinnittyvät bakteerien pintareseptoreihin ja ruiskuttavat virus-DNA:n suoraan bakteereihin.
Transduktio tapahtuu kahdella tavalla: lyyttinen sykli tai lysogeeninen sykli. Lyyttisessä syklissä virusfaagi tunkeutuu isäntäsoluun, tuhoaa isännän kromosomin ja replikoituu isäntäsolussa. Lopulta nämä faagit tuhoavat (lyysoivat) saman isäntäsolun; siksi me kutsumme niitä virulentteiksi faageiksi. Toisin kuin lyyttisessä syklissä, bakteerisolun suoraa hajoamista ei tapahdu lysogeenisessä syklissä. Lysogeenisessä syklissä faagi-DNA integroituu isännän kromosomiin profaagina. Integraation jälkeen isäntäsolu käy läpi DNA:n replikaation ja binaarifission, mikä johtaa isäntäsolun kopioihin profaageilla. Lopuksi nämä profaagit vapauttavat itsensä isäntien kromosomeista ja siirtyvät lyyttiseen kiertoon.
Kuva 02: Transduktio
Transduktio on hyödyllinen työkalu geenitekniikassa, kun vieraita geeniä viedään bakteereihin. On myös hyödyllistä ymmärtää mekanismi, jolla antibioottilääkkeet tulevat tehottomiksi, koska antibioottiresistenssigeenit siirtyvät bakteerien välillä.
Mitä yhtäläisyyksiä transformaation ja transduktion välillä on?
- Transformaatio ja transduktio ovat kaksi mekanismia, jotka liittyvät horisontaaliseen geeninsiirtoon yhdestä bakteerista toiseen.
- Nämä kaksi mekanismia siirtävät DNA:ta yhteen suuntaan.
- Molemmat mekanismit siirtävät kuitenkin hyvin vähän DNA:ta eivätkä koko solukromosomia.
- Lisäksi sekä transformaatio että transduktio ovat tärkeitä työkaluja molekyylibiologiassa ja geenitekniikassa.
Mitä eroa transformaatiolla ja transduktiolla on?
Transformaatio on bakteerien geneettistä muutosta ottamalla suoraan sisään ja sisällyttämällä eksogeeninen DNA ympäristöstään. Toisa alta transduktio on prosessi, jolla virus siirtää geneettistä materiaalia yhdestä bakteerista toiseen. Joten tämä on avainero muunnoksen ja transduktion välillä. Fred Griffith löysi transformaation vuonna 1928, kun taas transduktion löysivät Norton Zinder ja Joshua Lederberg vuonna 1952. Lisäksi paljas DNA liikkuu vastaanottajan seinämän ja kalvon läpi transformaation aikana ilman viruksen apua. Mutta transduktion suorittaa bakteriofagi. Siksi voimme pitää tätä myös erona muunnoksen ja transduktion välillä.
Lisäksi transformaatiossa hankitaan solunulkoisia DNA-fragmentteja. Transduktiossa bakteriofagi lisää DNA-fragmentin bakteereihin. Siksi tämä on merkittävä ero muunnoksen ja transduktion välillä. Lisäksi lisäero transformaation ja transduktion välillä on se, että plasmidin siirto on mahdollista transformaatiossa, kun taas sitä ei todennäköisesti tapahdu transduktiossa. Näiden lisäksi toinen merkittävä ero transformaation ja transduktion välillä on, että transformaatio on herkkä DNAaasille, kun taas transduktio on DNAaasiresistentti.
Alla infografiikka esittelee muunnoksen ja transduktion välisen eron rinnakkaisena vertailuna.
Yhteenveto – Transformaatio vs transduktio
Transformaatio ja transduktio ovat kaksi tapaa horisontaaliseen geenien siirtoon bakteerien välillä. Transformaatio on prosessi, jossa eksogeeninen DNA otetaan suoraan ympäristöstä soluseinän ja kalvon kautta bakteerisoluun ja liitetään sen genomiin. Toisa alta transduktio on prosessi, jossa bakteriofagit ruiskuttavat virus-DNA:ta bakteerisoluihin. Siksi transduktion suorittaa virusisäntä. Lisäksi muutos tapahtuu luonnollisesti ja keinotekoisesti. Se riippuu bakteerien osaamisesta. Transduktio ei riipu bakteerien osaamisesta. Transduktio tapahtuu lyyttisen ja lysogeenisen syklin kautta. Siten tämä on ero muunnoksen ja transduktion välillä.
