Diferența cheie – Transducție generalizată vs. specializată
Transducția este un mecanism care transferă ADN-ul de la o bacterie la o altă bacterie de către un bacteriofag. Bacteriofagul este un virus care infectează și se reproduce în interiorul unei bacterii. Este capabil să se atașeze de peretele celular bacterian și să își injecteze ADN-ul în bacterie. În interiorul bacteriei, ADN-ul viral se replic și creează componente și enzime necesare pentru a face noi mulți bacteriofagi. În timpul acestui proces, ADN-ul bacterian se degradează în bucăți și se integrează cu genomul viral sau, ADN-ul viral se integrează direct cu ADN-ul bacterian. Noile bacteriofagi poartă ADN-ul bacterian în interiorul lor. Când acești bacteriofagi infectează o altă bacterie, are loc amestecarea ADN-ului bacterian. Transducția poate avea loc fie prin ciclu litic, fie prin ciclu lizogenic, în funcție de tipul bacteriofagului. Prin urmare, există două tipuri de transducție și anume transducție generalizată și transducție specializată. Diferența cheie dintre transducția generalizată și cea specializată este că transducția generalizată este realizată de bacteriofagi virulenți în care celula bacteriană este lizată atunci când sunt eliberați bacteriofagi noi, în timp ce transducția specializată este realizată de bacteriofagi temperați, în care celula bacteriană nu este lizată, iar ADN-ul viral se integrează cu bacteriofagi. ADN-ul și supraviețuiește în stadiul de profetizare în cadrul bacteriilor timp de câteva generații.
Ce este transducția generalizată?
Există două tipuri de bacteriofagi: virulenți și temperați. Bacterofagul virulent este capabil să omoare bacteria gazdă. Ei suferă întotdeauna un ciclu de viață litic care provoacă moartea bacteriilor gazdă. Infecția unei bacterii de către un bacteriofag virulent și transferul ADN-ului bacterian către o altă bacterie în timpul celei de-a doua infecții este cunoscută ca transducție generalizată. Prin urmare, transducția generalizată poate fi definită ca transferul de ADN bacterian de la o bacterie la o altă bacterie de către un bacteriofag virulent în timpul ciclului litic al bacteriofagului. Transferul de ADN bacterian are loc din cauza erorilor de ambalare a materialului genetic în fagii noi. Ambalarea ADN-ului viral nou replicat în fagi noi arată o fidelitate scăzută. Prin urmare, în timpul ambalării materialului genetic, bucăți mici de ADN bacterian sau ADN bacterian recombinat cu ADN viral pot fi incluse în fagi în mod greșit. Dacă ADN-ul bacterian este introdus întâmplător în interiorul capsidei virale, a doua infecție introduce acest ADN într-o altă bacterie. Prin urmare, transducția se finalizează cu succes între două bacterii.
După infecție, fagii virulenți sunt capabili să controleze mașinile celulare bacteriene pentru a-și replica propriul ADN. De asemenea, virusul devine capabil să degradeze cromozomul bacterian în bucăți mici și provoacă perturbarea bruscă a peretelui celular bacterian pentru eliberarea fagilor asamblați care provoacă moartea celulelor.
Proces de transducție generalizat
Transducția generalizată este un proces rapid în care bacteriile mor într-o perioadă scurtă de timp. Bacteriofagul este capabil să rupă ADN-ul bacterian în bucăți, distrugând celula bacteriană. Pașii transducției generalizate pot fi rezumați după cum urmează.
- Un bacteriofag virulent (litic) infectează o bacterie.
- Genomul fagului intră în celula bacteriană.
- Virusul guvernează mecanismele metabolice bacteriene pentru a-și produce propriul ADN și alte componente și enzime necesare.
- ADN-ul bacterian se hidrolizează în bucăți mici.
- Materiale genetice se ambalează în interiorul noilor fagi. Ocazional, fragmentele de ADN bacteriene se împachetează în noi capside fagice
- Celulele bacteriene lizează și eliberează noii fagi.
- Când fagul transdus infectează o altă bacterie, ADN-ul bacterian anterior se încorporează într-un nou.
Figura 01: Proces de transducție generalizat
Ce este transducția specializată?
Bacterofagii temperați prezintă cicluri de viață lizogenice. Ei sunt implicați într-un proces de transducție specializat în care un fragment de ADN bacterian este transferat de la o bacterie la alta din cauza unei erori. Prin urmare, transducția specializată poate fi definită ca transferul ADN-ului bacterian donor către o altă bacterie de către bacteriofagii temperați. Când fagii temperați infectează bacteriile, aceștia sunt capabili să integreze ADN-ul viral în cromozomul bacterian și să rămână în stadiul de profag timp de mai multe generații bacteriene fără a-l elibera din genomul bacterian. În timpul replicării genomului bacterian, ADN-ul viral este supus replicării și intră în noi celule bacteriene și supraviețuiește. Cu toate acestea, atunci când profagele sunt induse de anumiți factori, ADN-ul viral se desprinde de cromozomul bacterian. Uneori, în timpul acestei detașări, fragmente de cromozomi bacterieni se desprind și rămân atașate de ADN-ul profagului. Datorită inducției, fagii suferă apoi ciclul litic. Genomul viral se replică cu ADN bacterian atașat și se împachetează în noi capside și formează noi fagi. Fagii noi eliberează celula bacteriană prin liză. Când un nou fag infectează o altă bacterie, ADN-ul bacterian se transferă la aceasta.
Proces de transducere specializat
Pașii transducției specializate pot fi rezumați după cum urmează.
- Un bacteriofag temperat infectează o bacterie.
- ADN-ul viral se integrează în cromozomul bacterian și devine stadiul de profag
- ADN-ul viral rămâne în bacterii timp de câteva generații
- La o inducție spontană, ADN-ul viral detașează ADN-ul cromozomial bacterian.
- Fragmente de ADN bacterian se desprind din cromozomul bacterian cu ADN viral.
- ADN-ul viral se replică împreună cu genele bacteriene și se împachetează în noi capside și formează noi fagi.
- Celulele bacteriene lizează și eliberează noii fagi.
- Noi fagi infectează bacterii noi.
- ADN-ul bacterian se amestecă cu bacterii noi în timpul infecției.
Figura 02: transducție specializată prezentată de fagul lambda
Care este diferența dintre transducția generalizată și cea specializată?
Transducție generalizată vs. specializată |
|
| Transducția generalizată este realizată de bacteriofagi virulenți sau litici. | Transducția specializată este realizată de fagi temperați. |
| Ciclo de viață | |
| Transducția generalizată suferă ciclu litic | Transducția specializată suferă un ciclu lizogenic. |
| Liza bacteriilor | |
| Celulele bacteriene se lizează rapid. | Celulele bacteriene nu sunt lizate rapid, dar supraviețuiesc mai multe generații. |
| Ambalarea materialului genetic | |
| O porțiune a ADN-ului bacterian donator este închisă în capside virală în transducție generalizată | Părți mici de ADN bacterian rămân atașate de ADN-ul viral în timpul detașării de cromozomul bacterian și sunt împachetate în noi capside. |
| Integrarea ADN-ului viral | |
| ADN-ul viral nu este integrat în cromozomul bacterian. | ADN-ul bacterian și viral se integrează. |
| Hidroliza ADN-ului bacterian | |
| ADN-ul bacterian se hidrolizează în bucăți de virus. | ADN-ul bacterian nu este hidrolizat. |
| Producere de profag | |
| Nu se formează profagi în timpul transducției generalizate. | Profagii se formează în timpul transducției specializate. |
Rezumat – Transducere generalizată vs. specializată
Transducția este procesul de transfer a ADN-ului bacterian de la o bacterie la alta de către un virus. Este un proces natural care are loc prin cicluri litice sau lizogenice. Fagii virulenți prezintă transducție generalizată. Fagii temperați prezintă transducție specializată. În timpul transducției generalizate, virusul distruge celula bacteriană. În transducția specializată, celulele bacteriene nu sunt distruse rapid decât dacă există o inducție. Aceasta este principala diferență dintre transducția generalizată și cea specializată. ADN-ul viral se integrează în cromozomul bacterian în transducția specializată, iar integrarea nu are loc în transducția generalizată.
