Unterschied Zwischen Generalisierter Und Spezialisierter Transduktion

2024 Autor: Mildred Bawerman | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 08:37

Hauptunterschied - Generalisierte vs. spezialisierte Transduktion

Die Transduktion ist ein Mechanismus, der DNA durch einen Bakteriophagen von einem Bakterium auf ein anderes Bakterium überträgt. Bakteriophage ist ein Virus, das ein Bakterium infiziert und sich darin repliziert. Es ist in der Lage, sich an die Bakterienzellwand zu binden und seine DNA in das Bakterium zu injizieren. Innerhalb des Bakteriums repliziert sich virale DNA und erzeugt die notwendigen Komponenten und Enzyme, um viele neue Bakteriophagen zu bilden. Während dieses Prozesses zerfällt bakterielle DNA in Stücke und integriert sich in das virale Genom oder virale DNA integriert sich direkt in bakterielle DNA. Neue Bakteriophagen tragen die bakterielle DNA in sich. Wenn diese Bakteriophagen ein anderes Bakterium infizieren, kommt es zu einer Vermischung der bakteriellen DNA. Die Transduktion kann entweder durch einen Lysezyklus oder einen Lysogenzyklus erfolgen, basierend auf dem Typ des Bakteriophagen. Daher,Es gibt zwei Arten der Transduktion, nämlich die generalisierte Transduktion und die spezialisierte Transduktion. Der Hauptunterschied zwischen generalisierter und spezialisierter Transduktion besteht darin, dass die generalisierte Transduktion durch virulente Bakteriophagen erfolgt, in denen Bakterienzellen lysiert werden, wenn neue Bakteriophagen freigesetzt werden, während die spezialisierte Transduktion durch gemäßigte Bakteriophagen erfolgt, in denen Bakterienzellen nicht lysiert werden und virale DNA in Bakterien integriert wird DNA und überlebt im Prophagenstadium innerhalb der Bakterien für mehrere Generationen. Der Hauptunterschied zwischen generalisierter und spezialisierter Transduktion besteht darin, dass die generalisierte Transduktion durch virulente Bakteriophagen erfolgt, bei denen Bakterienzellen lysiert werden, wenn neue Bakteriophagen freigesetzt werden, während die spezialisierte Transduktion durch gemäßigte Bakteriophagen erfolgt, bei denen Bakterienzellen nicht lysiert werden und virale DNA in Bakterien integriert wird DNA und überlebt im Prophagenstadium innerhalb der Bakterien für mehrere Generationen. Der Hauptunterschied zwischen generalisierter und spezialisierter Transduktion besteht darin, dass die generalisierte Transduktion durch virulente Bakteriophagen erfolgt, bei denen Bakterienzellen lysiert werden, wenn neue Bakteriophagen freigesetzt werden, während die spezialisierte Transduktion durch gemäßigte Bakteriophagen erfolgt, bei denen Bakterienzellen nicht lysiert werden und virale DNA in Bakterien integriert wird DNA und überlebt im Prophagenstadium innerhalb der Bakterien für mehrere Generationen.

INHALT

1. Überblick und Hauptunterschied

2. Was ist generalisierte Transduktion

? 3. Was ist spezialisierte Transduktion?

4. Vergleich nebeneinander - generalisierte und spezialisierte Transduktion

5. Zusammenfassung

Was ist generalisierte Transduktion?

Es gibt zwei Arten von Bakteriophagen: virulent und gemäßigt. Virulente Bakteriophagen können das Wirtsbakterium abtöten. Sie durchlaufen immer einen lytischen Lebenszyklus, der den Tod von Wirtsbakterien verursacht. Die Infektion eines Bakteriums durch einen virulenten Bakteriophagen und die Übertragung von bakterieller DNA auf ein anderes Bakterium während der zweiten Infektion wird als generalisierte Transduktion bezeichnet. Daher kann eine generalisierte Transduktion als die Übertragung von bakterieller DNA von einem Bakterium zu einem anderen Bakterium durch einen virulenten Bakteriophagen während des Lysezyklus des Bakteriophagen definiert werden. Der bakterielle DNA-Transfer erfolgt aufgrund von Fehlern bei der Verpackung des genetischen Materials in den neuen Phagen. Die Verpackung neu replizierter viraler DNA in neue Phagen zeigt eine geringe Wiedergabetreue. Daher während der Verpackung des genetischen Materials,kleine Stücke bakterieller DNA oder rekombinierte bakterielle DNA mit viraler DNA können fälschlicherweise in Phagen eingeschlossen werden. Wenn bakterielle DNA zufällig in das virale Kapsid eingefügt wird, führt die zweite Infektion diese DNA in ein anderes Bakterium ein. Daher ist die Transduktion zwischen zwei Bakterien erfolgreich abgeschlossen.

Nach der Infektion können virulente Phagen die Bakterienzellmaschinerie steuern, um ihre eigene DNA zu replizieren. Das Virus wird auch in der Lage, das Bakterienchromosom in kleine Stücke abzubauen und verursacht eine plötzliche Zerstörung der Bakterienzellwand, wodurch zusammengesetzte Phagen freigesetzt werden, die den Zelltod verursachen.

Generalisierter Transduktionsprozess

Die generalisierte Transduktion ist ein schneller Prozess, bei dem Bakterien innerhalb kurzer Zeit absterben. Bakteriophagen sind in der Lage, bakterielle DNA in Stücke zu zerbrechen und die Bakterienzelle zu zerstören. Die Schritte der verallgemeinerten Transduktion können wie folgt zusammengefasst werden.

1. Ein virulenter (lytischer) Bakteriophage infiziert ein Bakterium.
2. Das Phagengenom gelangt in die Bakterienzelle.
3. Das Virus steuert die bakteriellen Stoffwechselmechanismen, um seine eigene DNA und andere notwendige Komponenten und Enzyme herzustellen.
4. Bakterien-DNA hydrolysiert in kleine Stücke.
5. Genetisches Material steckt in den neuen Phagen. Gelegentlich packen bakterielle DNA-Fragmente neue Phagenkapside ein
6. Bakterienzellen lysieren und setzen die neuen Phagen frei.
7. Wenn transduzierte Phagen ein anderes Bakterium infizieren, wird die vorherige bakterielle DNA in ein neues eingebaut.

Abbildung 01: Verallgemeinerter Transduktionsprozess

Was ist spezialisierte Transduktion?

Gemäßigte Bakteriophagen zeigen lysogene Lebenszyklen. Sie sind an einem speziellen Transduktionsprozess beteiligt, bei dem ein Fragment bakterieller DNA aufgrund eines Fehlers von einem Bakterium auf ein anderes Bakterium übertragen wird. Daher kann eine spezialisierte Transduktion als die Übertragung von DNA von Spenderbakterien auf ein anderes Bakterium durch die gemäßigten Bakteriophagen definiert werden. Wenn gemäßigte Phagen Bakterien infizieren, können sie virale DNA in das Bakterienchromosom integrieren und bleiben für mehrere Bakteriengenerationen im Prophagenstadium, ohne sie aus dem Bakteriengenom freizusetzen. Während der Replikation des Bakteriengenoms wird die virale DNA repliziert und gelangt in neue Bakterienzellen und überlebt. Wenn die Prophagen jedoch durch bestimmte Faktoren induziert werden, löst sich die virale DNA vom Bakterienchromosom. Manchmal während dieser Ablösung,Fragmente von Bakterienchromosomen lösen sich ab und bleiben an Prophagen-DNA gebunden. Aufgrund der Induktion durchlaufen die Phagen anschließend einen Lysezyklus. Das virale Genom repliziert mit angehefteter bakterieller DNA und packt neue Kapside ein und bildet neue Phagen. Neue Phagen setzen die Bakterienzelle durch Lyse frei. Wenn ein neuer Phage ein anderes Bakterium infiziert, wird bakterielle DNA auf dieses übertragen.

Spezialisierter Transduktionsprozess

Die Schritte der spezialisierten Transduktion können wie folgt zusammengefasst werden.

1. Ein gemäßigter Bakteriophage infiziert ein Bakterium.
2. Virale DNA integriert sich in das bakterielle Chromosom und wird zum Prophagenstadium
3. Virale DNA verbleibt mehrere Generationen in Bakterien
4. Bei einer spontanen Induktion löst virale DNA die bakterielle chromosomale DNA ab.
5. Fragmente bakterieller DNA lösen sich mit viraler DNA vom bakteriellen Chromosom.
6. Virale DNA repliziert sich zusammen mit bakteriellen Genen und verpackt sich in neue Kapside und bildet neue Phagen.
7. Bakterienzellen lysieren und setzen die neuen Phagen frei.
8. Neue Phagen infizieren neue Bakterien.

9. Bakterien-DNA vermischt sich während der Infektion mit neuen Bakterien.

   

   Abbildung 02: Spezialisierte Transduktion durch Lambda-Phagen

Was ist der Unterschied zwischen generalisierter und spezialisierter Transduktion?

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Generalisierte vs spezialisierte Transduktion
Die generalisierte Transduktion erfolgt durch virulente oder lytische Bakteriophagen.	Die spezialisierte Transduktion erfolgt durch gemäßigte Phagen.
Lebenszyklus
Die generalisierte Transduktion durchläuft einen Lysezyklus	Die spezialisierte Transduktion durchläuft einen lysogenen Zyklus.
Lyse von Bakterien
Bakterienzellen lysieren schnell.	Bakterienzellen werden nicht schnell lysiert, sondern überleben mehrere Generationen.
Verpackung von genetischem Material
Ein Teil der bakteriellen DNA des Spenders ist bei der generalisierten Transduktion im viralen Kapsid eingeschlossen	Kleine Teile der bakteriellen DNA bleiben während der Ablösung vom bakteriellen Chromosom an der viralen DNA haften und werden in neue Kapside gepackt.
Integration von viraler DNA
Virale DNA ist nicht in das Bakterienchromosom integriert.	Bakterielle und virale DNA integriert sich.
Hydrolyse von bakterieller DNA
Bakterielle DNA hydrolysiert durch das Virus in Stücke.	Bakterien-DNA wird nicht hydrolysiert.
Produktion von Prophage
Während der generalisierten Transduktion findet keine Prophagenbildung statt.	Propheten entstehen während der spezialisierten Transduktion.

Zusammenfassung - Generalisierte vs spezialisierte Transduktion

Bei der Transduktion wird bakterielle DNA durch ein Virus von einem Bakterium auf ein anderes übertragen. Es ist ein natürlicher Prozess, der durch lytische oder lysogene Zyklen abläuft. Virulente Phagen zeigen eine generalisierte Transduktion. Gemäßigte Phagen zeigen eine spezialisierte Transduktion. Während der generalisierten Transduktion zerstört das Virus die Bakterienzelle. Bei der spezialisierten Transduktion werden Bakterienzellen nur dann schnell zerstört, wenn eine Induktion vorliegt. Dies ist der Hauptunterschied zwischen generalisierter und spezialisierter Transduktion. Virale DNA integriert sich bei der spezialisierten Transduktion in das Bakterienchromosom, und bei der generalisierten Transduktion tritt keine Integration auf.