Ključna razlika između transformacije i transdukcije je u tome što je transformacija mehanizam koji mijenja genetski materijal bakterija izravnim unosom egzogenog genetskog materijala iz okoline kroz staničnu membranu i njegovom ugradnjom u genom, dok je transdukcija ubrizgavanje strane DNA virusom bakteriofaga u bakteriju domaćina.
Konjugacija je dobro poznata metoda rekombinacije DNA, koja se može naći i kod eukariota i kod prokariota. Znanstvenici su otkrili da je moguće prenijeti DNK iz jedne bakterijske stanice u drugu pomoću još dva mehanizma: transformacije i transdukcije. Slično konjugaciji, ova dva mehanizma prenose DNA u jednom smjeru, a rekombinacija se događa između alela u homolognim regijama DNA. Oba mehanizma prenose vrlo male količine DNK i ne prenose cijeli stanični kromosom.
Što je transformacija?
Fred Griffith, medicinski službenik u britanskom Ministarstvu zdravstva u Londonu, otkrio je proces transformacije 1928. To je mehanizam kojim bakterije preuzimaju fragmente DNK iz okoline i ugrađuju ih u svoje kromosome. Nakon uspješne transformacije stanica primateljica (transformant) dobiva neke karakteristike koje u njoj prije nisu bile prisutne. Kod prokariota poput bakterija, transformacija se redovito događa kada stanice postoje u velikom broju, kao što je ljudski crijevni trakt ili u bogatom tlu.
Slika 01: Transformacija
Da bi provela uspješnu transformaciju, bakterija mora biti dovoljno kompetentna. Dakle, transformacija ili sposobnost stanice da preuzme izvanstaničnu DNA iz okoline ovisi o kompetenciji bakterije. Kompetencija ovisi o promjenjivim svojstvima bakterijskih vrsta. Transformacija se može izvesti umjetno; ponekad se čak javlja i prirodno. Ako se javlja prirodno, povećava mogućnost češćeg izazivanja bolesti.
Što je transdukcija?
Za razliku od transformacije, transdukcija zahtijeva virus kao sredstvo za prijenos fragmenta DNK od donora do stanice primatelja. Ovi virusi su virusi koji inficiraju bakterije ili bakteriofagi. Kao i svi virusi, ovi bakteriofagi imaju jezgru DNA ili RNA okruženu omotačem proteina. Bakteriofagi se vežu za površinske receptore bakterija i izravno ubrizgavaju virusnu DNK u bakterije.
Transdukcija se događa na dva načina: litički ciklus ili lizogeni ciklus. U litičkom ciklusu, virusni fag prodire u stanicu domaćina, uništava kromosom domaćina i replicira se unutar stanice domaćina. Na kraju ti fagi uništavaju (liziraju) istu stanicu domaćina; stoga ih nazivamo virulentnim fagima. Za razliku od litičkog ciklusa, u lizogenskom ciklusu ne dolazi do izravne lize bakterijske stanice. U lizogenskom ciklusu, DNA faga integrira se s kromosomom domaćina kao profage. Nakon integracije, stanica domaćin prolazi kroz replikaciju DNK i binarnu fisiju, što rezultira kopijama stanice domaćina s profagima. Naposljetku, ovi profagi će se osloboditi kromosoma domaćina i otići u litički ciklus.
Slika 02: Transdukcija
Transdukcija je koristan alat u genetičkom inženjeringu pri uvođenju stranog gena u bakterije. Također, korisno je razumjeti mehanizam kojim antibiotici postaju neučinkoviti zbog prijenosa gena otpornosti na antibiotike između bakterija.
Koje su sličnosti između transformacije i transdukcije?
- Transformacija i transdukcija dva su mehanizma uključena u horizontalni prijenos gena s jedne bakterije na drugu bakteriju.
- Ova dva mehanizma prenose DNK u jednom smjeru.
- Međutim, oba mehanizma prenose vrlo male količine DNK i ne prenose cijeli stanični kromosom.
- Nadalje, i transformacija i transdukcija važni su alati u molekularnoj biologiji i genetičkom inženjeringu.
Koja je razlika između transformacije i transdukcije?
Transformacija je genetska izmjena bakterija izravnim unosom i ugradnjom egzogene DNK iz njihove okoline. S druge strane, transdukcija je proces kojim virus prenosi genetski materijal s jedne bakterije na drugu. Dakle, ovo je ključna razlika između transformacije i transdukcije. Transformaciju je otkrio Fred Griffith 1928. dok su transdukciju otkrili Norton Zinder i Joshua Lederberg 1952. Štoviše, gola DNK kreće se preko stijenke i membrane primatelja tijekom transformacije bez pomoći virusa. Ali transdukciju obavlja bakteriofag. Stoga, ovo također možemo smatrati razlikom između transformacije i transdukcije.
Nadalje, u transformaciji se dobivaju izvanstanični fragmenti DNA. U transdukciji, bakteriofag ubacuje fragment DNA u bakterije. Stoga je ovo značajna razlika između transformacije i transdukcije. Nadalje, daljnja razlika između transformacije i transdukcije je u tome što je prijenos plazmida moguć u transformaciji, dok nije vjerojatno da će se dogoditi u transdukciji. Iznad ovih, još jedna značajna razlika između transformacije i transdukcije je da je transformacija osjetljiva na DNAase dok je transdukcija otporna na DNAase.
U nastavku infografika prikazuje razliku između transformacije i transdukcije kao usporedbu.
Sažetak – Transformacija vs transdukcija
Transformacija i transdukcija dva su načina horizontalnog prijenosa gena među bakterijama. Transformacija je proces izravnog unosa egzogene DNA iz okoline preko stanične stijenke i membrane u bakterijsku stanicu i ugradnju u njezin genom. S druge strane, transdukcija je proces ubrizgavanja virusne DNA u bakterijske stanice od strane bakteriofaga. Dakle, transdukciju vrši virusni domaćin. Nadalje, transformacija se događa prirodno i umjetno. Ovisi o kompetenciji bakterija. Transdukcija ne ovisi o kompetenciji bakterija. Transdukcija se odvija putem litičkog i lizogenog ciklusa. Dakle, ovo je razlika između transformacije i transdukcije.
