Mahalagang Pagkakaiba – Pangkalahatan kumpara sa Espesyal na Transduction
Ang Transduction ay isang mekanismo na naglilipat ng DNA mula sa isang bacterium patungo sa isa pang bacterium sa pamamagitan ng isang bacteriophage. Ang Bacteriophage ay isang virus na nakahahawa at nagrereplika sa loob ng isang bacterium. Ito ay may kakayahang mag-attach sa bacterial cell wall at mag-inject ng DNA nito sa bacterium. Sa loob ng bacterium, ang viral DNA ay nagrereplika at lumilikha ng mga kinakailangang sangkap at enzyme upang makagawa ng bagong maraming bacteriophage. Sa panahon ng prosesong ito, ang bacterial DNA ay bumababa sa mga piraso at sumasama sa viral genome o, ang viral DNA ay direktang sumasama sa bacterial DNA. Ang mga bagong bacteriophage ay nagdadala ng bacterial DNA sa loob ng mga ito. Kapag nahawahan ng mga bacteriophage na ito ang isa pang bakterya, nangyayari ang paghahalo ng bacterial DNA. Maaaring mangyari ang transduction sa pamamagitan ng lytic cycle o lysogenic cycle batay sa uri ng bacteriophage. Samakatuwid, mayroong dalawang uri ng transduction katulad ng generalised transduction at specialized transduction. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng pangkalahatan at dalubhasang transduction ay ang generalised transduction ay ginagawa ng virulent bacteriophage kung saan ang bacterial cell ay lysed kapag ang mga bagong bacteriophage ay inilabas habang ang specialized transduction ay ginagawa ng temperate bacteriophage kung saan ang bacterial cell ay hindi lysed, at ang viral DNA ay sumasama sa bacterial DNA at nabubuhay sa prophage stage sa loob ng bacteria sa loob ng ilang henerasyon.
Ano ang Generalized Transduction?
Mayroong dalawang uri ng bacteriophage: virulent at temperate. Ang virulent bacteriophage ay may kakayahang patayin ang host bacterium. Palagi silang sumasailalim sa lytic life cycle na nagiging sanhi ng pagkamatay ng host bacteria. Ang impeksyon ng isang bacterium ng isang virulent na bacteriophage at ang paglilipat ng bacterial DNA sa isa pang bacterium sa panahon ng pangalawang impeksyon ay kilala bilang generalized transduction. Samakatuwid, ang pangkalahatang transduction ay maaaring tukuyin bilang ang paglipat ng bacterial DNA mula sa isang bacterium patungo sa isa pang bacterium sa pamamagitan ng isang virulent bacteriophage sa panahon ng lytic cycle ng bacteriophage. Nangyayari ang paglilipat ng bacterial DNA dahil sa mga error ng genetic material packaging sa mga bagong phage. Ang packaging ng bagong kopyang viral DNA sa mga bagong phage ay nagpapakita ng mababang katapatan. Samakatuwid, sa panahon ng genetic material packaging, ang maliliit na piraso ng bacterial DNA o recombined bacterial DNA na may viral DNA ay maaaring maisama sa mga phage nang mali. Kung ang bacterial DNA ay ipinasok sa loob ng viral capsid nang nagkataon, ang pangalawang impeksiyon ay nagpapakilala sa DNA na ito sa isa pang bacterium. Kaya naman, matagumpay na nakumpleto ang transduction sa pagitan ng dalawang bacteria.
Pagkatapos ng impeksyon, ang mga virulent phage ay may kakayahang kontrolin ang bacterial cell machinery upang kopyahin ang sarili nitong DNA. Nagagawa rin ng virus na gawing maliliit na piraso ang bacterial chromosome at nagiging sanhi ng biglaang pagkaputol ng bacterial cell wall para sa pagpapalabas ng mga assembled phage na nagdudulot ng pagkamatay ng cell.
Generalized Transduction Process
Ang Generalized transduction ay isang mabilis na proseso kung saan namamatay ang bacteria sa loob ng maikling panahon. Ang Bacteriophage ay may kakayahang hatiin ang bacterial DNA sa mga piraso, sirain ang bacterial cell. Ang mga hakbang ng generalised transduction ay maaaring ibuod bilang mga sumusunod.
- Ang isang virulent (lytic) bacteriophage ay nakakahawa sa isang bacterium.
- Ang phage genome ay pumapasok sa bacterial cell.
- Pinamamahalaan ng virus ang bacterial metabolic mechanism upang makagawa ng sarili nitong DNA at iba pang kinakailangang bahagi at enzyme.
- Nag-hydrolyse ang bacterial DNA sa maliliit na piraso.
- Mga genetic material pack sa loob ng mga bagong phage. Paminsan-minsan ay naka-pack ang mga bacterial DNA fragment sa mga bagong phage capsid
- Nagli-lyses ang bacterial cell at naglalabas ng mga bagong phage.
- Kapag nahawahan ng transduced phage ang isa pang bacterium, ang dating bacterial DNA ay isasama sa isang bago.
Figure 01: Pangkalahatang proseso ng transduction
Ano ang Specialized Transduction?
Ang mga temperate bacteriophage ay nagpapakita ng mga lysogenic na siklo ng buhay. Ang mga ito ay kasangkot sa espesyal na proseso ng transduction kung saan ang isang fragment ng bacterial DNA ay inililipat mula sa isang bacterium patungo sa isa pang bacterium dahil sa isang error. Samakatuwid, ang dalubhasang transduction ay maaaring tukuyin bilang ang paglipat ng donor bacterial DNA sa isa pang bacterium ng mga temperate bacteriophage. Kapag nahawahan ng mga temperate phage ang bacteria, nagagawa nilang isama ang viral DNA sa bacterial chromosome at nananatili sa prophage stage para sa ilang henerasyon ng bacterial nang hindi ito inilalabas mula sa bacterial genome. Sa panahon ng bacterial genome replication, ang viral DNA ay napapailalim sa replication at pumapasok sa mga bagong bacterial cell at nabubuhay. Gayunpaman, kapag ang mga prophage ay naimpluwensyahan ng ilang mga kadahilanan, ang viral DNA ay humihiwalay sa bacterial chromosome. Minsan sa panahon ng detachment na ito, ang mga fragment ng bacterial chromosome ay humihiwalay at nananatiling nakakabit sa prophage DNA. Dahil sa induction, ang mga phage ay sumasailalim sa lytic cycle pagkatapos. Ang viral genome ay umuulit na may nakakabit na bacterial DNA at naka-pack sa loob ng mga bagong capsid at gumagawa ng mga bagong phage. Ang mga bagong phage ay naglalabas ng bacterial cell sa pamamagitan ng lysis. Kapag ang isang bagong phage ay nahawahan ng isa pang bacterium, ang bacterial DNA ay naglilipat dito.
Specialized Transduction Process
Ang mga hakbang ng espesyal na transduction ay maaaring ibuod tulad ng sumusunod.
- Ang isang temperate bacteriophage ay nakakahawa sa isang bacterium.
- Ang viral DNA ay sumasama sa bacterial chromosome at nagiging prophage stage
- Nananatili ang viral DNA sa loob ng bacteria sa ilang henerasyon
- Sa isang spontaneous induction, inaalis ng viral DNA ang bacterial chromosomal DNA.
- Ang mga fragment ng bacterial DNA ay humihiwalay sa bacterial chromosome na may viral DNA.
- Nagre-replicate ang viral DNA kasama ng mga bacterial gene at nakabalot sa loob ng mga bagong capsid at gumagawa ng mga bagong phage.
- Nagli-lyses ang bacterial cell at naglalabas ng mga bagong phage.
- Nakahawa ang mga bagong phage ng bagong bacteria.
- Nahahalo ang bacterial DNA sa mga bagong bacteria sa panahon ng impeksyon.
Figure 02: Specialized transduction na ipinapakita ng lambda phage
Ano ang pagkakaiba ng Generalized at Specialized Transduction?
Generalized vs Specialized Transduction |
|
| Generalized transduction ay ginagawa ng virulent o lytic bacteriophage. | Ang espesyal na transduction ay ginagawa ng mga temperate phage. |
| Lifecycle | |
| Ang pangkalahatang transduction ay sumasailalim sa lytic cycle | Specialized transduction ay sumasailalim sa lysogenic cycle. |
| Lysis of Bacteria | |
| Mabilis na nagli-lyse ang bacterial cell. | Ang mga bacterial cell ay hindi mabilis na na-lyse ngunit nabubuhay sa ilang henerasyon. |
| Packaging ng Genetic Material | |
| Ang isang bahagi ng donor bacterial DNA ay nakapaloob sa loob ng viral capsid sa pangkalahatang transduction | Ang maliliit na bahagi ng bacterial DNA ay nananatiling nakakabit sa viral DNA sa panahon ng detachment mula sa bacterial chromosome at naka-pack sa mga bagong capsid. |
| Pagsasama ng Viral DNA | |
| Hindi isinama ang viral DNA sa bacterial chromosome. | Nagsasama-sama ang bacterial at viral DNA. |
| Hydrolysis of Bacterial DNA | |
| Nag-hydrolyse ang bacterial DNA sa mga piraso ng virus. | Hindi hydrolyzed ang bacterial DNA. |
| Production of Prophage | |
| Walang prophage formation sa panahon ng generalized transduction. | Nabubuo ang mga prophage sa panahon ng espesyal na transduction. |
Buod – Generalized vs Specialized Transduction
Ang Transduction ay ang proseso ng paglilipat ng bacterial DNA mula sa isang bacterium patungo sa isa pa ng isang virus. Ito ay isang natural na proseso na nangyayari sa pamamagitan ng lytic o lysogenic cycles. Ang mga Virulent phage ay nagpapakita ng pangkalahatang transduction. Ang mga temperate phage ay nagpapakita ng espesyal na transduction. Sa panahon ng pangkalahatang transduction, sinisira ng virus ang bacterial cell. Sa espesyal na transduction, ang mga bacterial cell ay hindi mabilis na nasisira maliban kung mayroong induction. Ito ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng pangkalahatan at dalubhasang transduction. Sumasama ang viral DNA sa bacterial chromosome sa espesyal na transduction at hindi nangyayari ang integration sa generalized transduction.
