A legfontosabb különbség a transzformáció és a transzdukció között az, hogy a transzformáció egy olyan mechanizmus, amely megváltoztatja a baktériumok genetikai anyagát azáltal, hogy az exogén genetikai anyagot a környezetéből a sejtmembránon keresztül közvetlenül felveszi, és beépíti a genomba, míg a transzdukció idegen DNS befecskendezése bakteriofág vírus által a gazdabaktériumba.
A konjugáció a DNS-rekombináció jól ismert módszere, amely eukariótákban és prokariótákban egyaránt megtalálható. A tudósok felfedezték, hogy lehetséges a DNS átvitele egyik baktériumsejtből a másikba másik két mechanizmussal: transzformációval és transzdukcióval. A konjugációhoz hasonlóan ez a két mechanizmus egy irányba viszi át a DNS-t, és a homológ DNS-régiók alléljai között rekombináció megy végbe. Mindkét mechanizmus nagyon kevés DNS-t szállít át, és nem a teljes sejtkromoszómát.
Mi az átalakulás?
Fred Griffith, a londoni brit egészségügyi minisztérium orvostisztje 1928-ban fedezte fel az átalakulás folyamatát. Ez az a mechanizmus, amellyel a baktériumok DNS-fragmenseket vesznek fel a környezetből, és beépítik kromoszómáikba. Sikeres transzformáció után a befogadó sejt (transzformáns) olyan tulajdonságokat nyer, amelyek korábban nem voltak benne. A prokariótákban, például a baktériumokban az átalakulás rendszeresen megtörténik, amikor a sejtek nagy számban léteznek, például az emberi bélrendszerben vagy a gazdag talajban.
01. ábra: Átalakulás
A sikeres átalakulás érdekében a baktériumnak kellően kompetensnek kell lennie. Így a sejt transzformációja vagy képessége arra, hogy a környezetből extracelluláris DNS-t vegyen fel, a baktérium kompetenciájától függ. A kompetencia a baktériumfajok változó tulajdonságaitól függ. Az átalakítás mesterségesen is megvalósítható; néha még természetes úton is előfordul. Ha természetes módon fordul elő, megnöveli annak lehetőségét, hogy gyakrabban okozzon betegséget.
Mi az a transzdukció?
A transzformációval ellentétben a transzdukcióhoz olyan ágensre van szükség, amely a DNS-fragmenst a donortól a recipiens sejtig szállítja. Ezek a vírusok baktériumokat fertőző vírusok vagy bakteriofágok. Mint minden vírusnak, ezeknek a bakteriofágoknak is van egy DNS- vagy RNS-magja, amelyet fehérjeréteg vesz körül. A bakteriofágok a baktériumok felszíni receptoraihoz kapcsolódnak, és közvetlenül injektálják a vírus DNS-t a baktériumokba.
A transzdukció kétféleképpen történik: litikus ciklus vagy lizogén ciklus. A lítikus ciklusban a vírus fág behatol a gazdasejtbe, elpusztítja a gazda kromoszómáját, és replikálódik a gazdasejtben. Végül ezek a fágok elpusztítják (lizálják) ugyanazt a gazdasejtet; ezért virulens fágoknak nevezzük őket. A lítikus ciklustól eltérően a baktériumsejt közvetlen lízise nem megy végbe a lizogén ciklusban. A lizogén ciklusban a fág DNS profágként integrálódik a gazda kromoszómájával. Az integráció után a gazdasejt DNS-replikáción és bináris hasadáson megy keresztül, aminek eredményeként a gazdasejt kópiái jönnek létre profágokkal. Végül ezek a prófágok felmentik magukat a gazdaszervezet kromoszómái alól, és belépnek a litikus ciklusba.
02. ábra: Transzdukció
A transzdukció hasznos eszköz a géntechnológiában, amikor idegen gént juttatnak be a baktériumokba. Hasznos megérteni azt a mechanizmust is, amellyel az antibiotikumok hatástalanná válnak az antibiotikum-rezisztencia gének baktériumok közötti átvitele miatt.
Milyen hasonlóságok vannak az átalakítás és a transzdukció között?
- A transzformáció és a transzdukció két olyan mechanizmus, amelyek részt vesznek a vízszintes génátvitelben az egyik baktériumból a másikba.
- Ez a két mechanizmus egy irányba továbbítja a DNS-t.
- Azonban mindkét mechanizmus nagyon kevés DNS-t szállít át, és nem a teljes sejtkromoszómát.
- Továbbá mind a transzformáció, mind a transzdukció fontos eszköz a molekuláris biológiában és a géntechnológiában.
Mi a különbség az átalakítás és a transzdukció között?
A transzformáció a baktériumok genetikai megváltoztatása a környezetükből származó exogén DNS közvetlen felvételével és beépítésével. Másrészt a transzdukció az a folyamat, amelynek során a vírus genetikai anyagot visz át egyik baktériumból a másikba. Tehát ez a legfontosabb különbség az átalakítás és a transzdukció között. A transzformációt Fred Griffith fedezte fel 1928-ban, míg a transzdukciót Norton Zinder és Joshua Lederberg fedezte fel 1952-ben. Ezen túlmenően a csupasz DNS áthalad a recipiens falán és membránján az átalakulás során vírus segítsége nélkül. A transzdukciót azonban bakteriofág végzi. Ezért ezt is tekinthetjük különbségnek a transzformáció és a transzdukció között.
Továbbá a transzformáció során extracelluláris DNS-fragmensek keletkeznek. A transzdukció során a bakteriofág DNS-fragmenst inszertál a baktériumokba. Ezért ez jelentős különbség a transzformáció és a transzdukció között. Ezenkívül egy további különbség a transzformáció és a transzdukció között, hogy a plazmidtranszfer lehetséges a transzformáció során, míg a transzdukció során nem valószínű. Ezen túlmenően egy másik jelentős különbség a transzformáció és a transzdukció között, hogy a transzformáció érzékeny a DNSázra, míg a transzdukció DNSáz rezisztens.
Az alábbi infografika az átalakítás és a transzdukció közötti különbséget mutatja be egymás melletti összehasonlításként.
Összefoglaló – Átalakítás kontra transzdukció
A transzformáció és a transzdukció a baktériumok közötti vízszintes génátvitel két módja. Az átalakulás az a folyamat, amikor az exogén DNS a környezetből sejtfalon és membránon keresztül közvetlenül a baktériumsejtbe kerül, majd beépül a genomjába. Másrészt a transzdukció az a folyamat, amikor a bakteriofágok vírus DNS-t injektálnak a bakteriális sejtekbe. Ezért a transzdukciót egy vírusgazda végzi. Ezenkívül az átalakulás természetesen és mesterségesen történik. Ez a baktériumok kompetenciájától függ. A transzdukció nem függ a baktériumok kompetenciájától. A transzdukció litikus és lizogén cikluson keresztül megy végbe. Tehát ez a különbség a transzformáció és a transzdukció között.
