Разница между генерализованной и специализированной трансдукцией

Ключевая разница - обобщенная и специализированная трансдукция

Трансдукция - это механизм, который переносит ДНК от одной бактерии к другой бактерии посредством бактериофага. Бактериофаг - это вирус, который заражает и размножается внутри бактерии. Он способен прикрепляться к бактериальной клеточной стенке и вводить свою ДНК в бактерию. Внутри бактерии вирусная ДНК размножается и создает необходимые компоненты и ферменты для создания новых бактериофагов. Во время этого процесса бактериальная ДНК разлагается на кусочки и интегрируется с вирусным геномом или вирусная ДНК непосредственно интегрируется с бактериальной ДНК. Новые бактериофаги несут в себе бактериальную ДНК. Когда эти бактериофаги заражают другие бактерии, происходит смешивание бактериальной ДНК. Трансдукция может происходить либо по литическому циклу, либо по лизогенному циклу в зависимости от типа бактериофага. Следовательно, существует два типа трансдукции, а именно обобщенная трансдукция и специализированная трансдукция. Основное различие между обобщенной и специализированной трансдукцией заключается в том, что генерализованная трансдукция осуществляется вирулентными бактериофагами, в которых бактериальные клетки лизируются при высвобождении новых бактериофагов пока специализированная трансдукция осуществляется умеренными бактериофагами, в которых бактериальная клетка не лизируется, а вирусная ДНК интегрируется с бактериальной ДНК и выживает в фазе профага в бактериях в течение нескольких поколений..

СОДЕРЖАНИЕ
1. Обзор и основные отличия
2. Что такое обобщенная трансдукция
3. Что такое специализированная трансдукция
4. Сравнение бок о бок - обобщенная и специализированная трансдукция
5. Резюме

Что такое обобщенная трансдукция?

Существует два типа бактериофагов: вирулентный и умеренный. Вирулентный бактериофаг способен убивать бактерию-хозяина. Они всегда проходят литический жизненный цикл, который вызывает гибель бактерий-хозяев. Заражение бактерии вирулентным бактериофагом и перенос бактериальной ДНК в другую бактерию во время второй инфекции известно как генерализованная трансдукция. Следовательно, генерализованная трансдукция может быть определена как перенос бактериальной ДНК от одной бактерии к другой бактерии вирулентным бактериофагом во время литического цикла бактериофага. Бактериальный перенос ДНК происходит из-за ошибок упаковки генетического материала в новых фагах. Упаковка недавно реплицированной вирусной ДНК в новые фаги показывает низкую точность. Следовательно, во время упаковки генетического материала небольшие фрагменты бактериальной ДНК или рекомбинированной бактериальной ДНК с вирусной ДНК могут быть ошибочно включены в фаги. Если бактериальная ДНК случайно вставлена внутрь вирусного капсида, вторая инфекция вводит эту ДНК в другую бактерию. Следовательно, трансдукция завершается между двумя бактериями успешно.

После заражения вирулентные фаги способны контролировать механизмы бактериальных клеток для репликации своей собственной ДНК. Вирус также становится способным разлагать бактериальную хромосому на мелкие кусочки и вызывает внезапное разрушение бактериальной клеточной стенки для высвобождения собранных фагов, вызывающих гибель клеток..

Обобщенный процесс преобразования

Генерализованная трансдукция - это быстрый процесс, при котором бактерии погибают в течение короткого периода времени. Бактериофаг способен разбивать бактериальную ДНК на кусочки, разрушая бактериальную клетку. Этапы обобщенной трансдукции можно суммировать следующим образом.

Вирулентный (литический) бактериофаг поражает бактерию.
Геном фага попадает в бактериальную клетку.
Вирус управляет бактериальными метаболическими механизмами, чтобы сделать свою собственную ДНК и другие необходимые компоненты и ферменты.
Бактериальная ДНК гидролизуется на мелкие кусочки.
Генетический материал упаковывается внутри новых фагов. Изредка бактериальные фрагменты ДНК упаковываются в новые фаговые капсиды
Бактериальные клетки лизируют и высвобождают новые фаги.
Когда трансдуцированный фаг заражает другую бактерию, предыдущая бактериальная ДНК включается в новую.

Рисунок 01: Обобщенный процесс преобразования

Что такое специализированная трансдукция?

Умеренные бактериофаги показывают лизогенные жизненные циклы. Они связаны со специализированным процессом трансдукции, при котором фрагмент бактериальной ДНК переносится из одной бактерии в другую из-за ошибки. Следовательно, специализированная трансдукция может быть определена как передача донорской бактериальной ДНК другой бактерии умеренными бактериофагами. Когда умеренные фаги заражают бактерии, они способны интегрировать вирусную ДНК в бактериальную хромосому и оставаться на стадии профага в течение нескольких поколений бактерий, не освобождая ее от бактериального генома. Во время репликации бактериального генома вирусная ДНК подвергается репликации и проникает в новые бактериальные клетки и выживает. Однако, когда профаги индуцируются определенными факторами, вирусная ДНК отрывается от бактериальной хромосомы. Иногда во время этого отрыва фрагменты бактериальных хромосом отрываются и остаются прикрепленными к ДНК профага. Благодаря индукции фаги после этого подвергаются литическому циклу. Вирусный геном реплицируется с прикрепленной бактериальной ДНК и упаковывается в новые капсиды и создает новые фаги. Новые фаги высвобождают бактериальную клетку путем лизиса. Когда новый фаг заражает другую бактерию, бактериальная ДНК переходит к ней.

Специализированный процесс трансдукции

Этапы специализированной трансдукции можно суммировать следующим образом.

Умеренный бактериофаг поражает бактерию.
Вирусная ДНК интегрируется в бактериальную хромосому и становится стадией профага
Вирусная ДНК остается в бактериях в течение нескольких поколений
При спонтанной индукции вирусная ДНК отделяет бактериальную хромосомную ДНК.
Фрагменты бактериальной ДНК отделяются от бактериальной хромосомы с вирусной ДНК.
Вирусная ДНК реплицируется вместе с бактериальными генами и упаковывается в новые капсиды и создает новые фаги.
Бактериальные клетки лизируют и высвобождают новые фаги.
Новые фаги заражают новые бактерии.
Бактериальная ДНК смешивается с новыми бактериями во время инфекции.
Рисунок 02: Специализированная трансдукция, показанная лямбда-фагом

В чем разница между обобщенной и специализированной трансдукцией?

Обобщенная и специализированная трансдукция
Генерализованная трансдукция осуществляется вирулентными или литическими бактериофагами..	Специализированная трансдукция осуществляется умеренными фагами.
Жизненный цикл
Генерализованная трансдукция претерпевает литический цикл	Специализированная трансдукция претерпевает лизогенный цикл.
Лизис бактерий
Бактериальные клетки быстро лизируются.	Бактериальные клетки не лизируются быстро, но выживают в течение нескольких поколений.
Упаковка из генетического материала
Часть донорской бактериальной ДНК заключена в вирусный капсид при генерализованной трансдукции	Небольшие части бактериальной ДНК остаются прикрепленными к вирусной ДНК во время отделения от бактериальной хромосомы и упаковываются в новые капсиды.
Интеграция вирусной ДНК
Вирусная ДНК не интегрируется в бактериальную хромосому.	Бактериальная и вирусная ДНК интегрируется.
Гидролиз бактериальной ДНК
Бактериальная ДНК гидролизуется на куски вирусом.	Бактериальная ДНК не гидролизуется.
Производство Профага
При генерализованной трансдукции образование профага отсутствует.	Профаги образуются при специализированной трансдукции.

Резюме - Обобщенная и Специализированная трансдукция

Трансдукция - это процесс передачи бактериальной ДНК вирусом от одной бактерии к другой. Это естественный процесс, который происходит через литические или лизогенные циклы. Вирулентные фаги показывают генерализованную трансдукцию. Умеренные фаги показывают специализированную трансдукцию. Во время генерализованной трансдукции вирус уничтожает бактериальную клетку. При специализированной трансдукции бактериальные клетки не разрушаются быстро, если нет индукции. В этом главное отличие обобщенной и специализированной трансдукции. Вирусная ДНК интегрируется в бактериальную хромосому при специализированной трансдукции, и интеграция не происходит при генерализованной трансдукции.

Ссылка:
1. Безграничны «Бактериальная трансдукция - безграничный открытый учебник». Бескрайние. Безграничный, 8 августа 2016 года. Веб. 26 апреля 2017
2. «Трансдукция - обобщенная трансдукция». Статьи о хромосомах, генетике, вирусах и ДНК - JRank. Н.п., н.д. Web. 26 апреля 2017
«Трансдукция (прокариоты)». Новости природы. Nature Publishing Group, н.д. Web. 26 апреля 2017

Изображение предоставлено:
1. «Lytic Cycle» от xxflowflow (CC BY 2.0) через Flickr
2. «Лямбда-фаг» Тинастеллы - собственная работа (общественное достояние) через Commons Wikimedia

Наука и природа