Ključna razlika između transformacije i transdukcije je u tome što je transformacija mehanizam koji mijenja genetski materijal bakterija direktnim unosom egzogenog genetskog materijala iz okoline kroz ćelijsku membranu i ugradnjom u genom, dok je transdukcija ubrizgavanje strane DNK virusom bakteriofaga u bakteriju domaćina.
Konjugacija je dobro poznata metoda rekombinacije DNK, koja se može naći i kod eukariota i kod prokariota. Naučnici su otkrili da je moguće prenijeti DNK iz jedne bakterijske ćelije u drugu pomoću druga dva mehanizma: transformacije i transdukcije. Slično konjugaciji, ova dva mehanizma prenose DNK u jednom pravcu, a rekombinacija se dešava između alela u homolognim DNK regionima. Oba mehanizma prenose veoma male količine DNK i ne prenose ceo hromozom ćelije.
Šta je transformacija?
Fred Griffith, medicinski službenik u britanskom Ministarstvu zdravlja u Londonu, otkrio je proces transformacije 1928. To je mehanizam kojim bakterije preuzimaju fragmente DNK iz okoline i ugrađuju ih u svoje hromozome. Nakon uspješne transformacije, stanica primatelj (transformant) dobija neke karakteristike koje ranije nisu bile prisutne u njoj. Kod prokariota poput bakterija, transformacija se dešava redovno kada ćelije postoje u velikom broju, kao što je u ljudskom crijevnom traktu ili u bogatom tlu.
Slika 01: Transformacija
Da bi se izvršila uspješna transformacija, bakterija bi trebala biti dovoljno kompetentna. Dakle, transformacija ili sposobnost ćelije da preuzme ekstracelularnu DNK iz okoline zavisi od sposobnosti bakterije. Kompetencija ovisi o promjenjivim svojstvima među vrstama bakterija. Transformacija se može izvesti umjetno; ponekad se čak javlja i prirodno. Ako se javlja prirodno, povećava mogućnost češćeg izazivanja bolesti.
Šta je transdukcija?
Za razliku od transformacije, transdukcija zahtijeva virus kao agens za prijenos DNK fragmenta od donorske do stanice primaoca. Ovi virusi su virusi koji inficiraju bakterije ili bakteriofagi. Kao i svi virusi, ovi bakteriofagi imaju jezgro od DNK ili RNK okruženo omotačem proteina. Bakteriofagi se vežu za površinske receptore bakterija i direktno ubrizgavaju virusnu DNK u bakteriju.
Transdukcija se dešava na dva načina: litički ciklus ili lizogeni ciklus. U litičkom ciklusu, virusni fag prodire u ćeliju domaćina, uništava hromozom domaćina i replicira se unutar ćelije domaćina. Na kraju, ovi fagi uništavaju (liziraju) istu ćeliju domaćina; stoga ih nazivamo virulentnim fagima. Za razliku od litičkog ciklusa, direktna liza bakterijske ćelije se ne dešava u lizogenom ciklusu. U lizogenom ciklusu, DNK faga se integriše sa hromozomom domaćina kao profag. Nakon integracije, ćelija domaćina prolazi kroz replikaciju DNK i binarnu fisiju, što rezultira kopijama ćelije domaćina sa profagom. Konačno, ovi profagi će se oprostiti od hromozoma domaćina i otići u litički ciklus.
Slika 02: Transdukcija
Transdukcija je koristan alat u genetskom inženjeringu prilikom uvođenja stranog gena u bakteriju. Također, korisno je razumjeti mehanizam kojim antibiotski lijekovi postaju nedjelotvorni zbog prijenosa gena otpornosti na antibiotike između bakterija.
Koje su sličnosti između transformacije i transdukcije?
- Transformacija i transdukcija su dva mehanizma uključena u horizontalni prijenos gena s jedne bakterije na drugu bakteriju.
- Ova dva mehanizma prenose DNK u jednom pravcu.
- Međutim, oba mehanizma prenose vrlo malo količine DNK i ne prenose cijeli ćelijski hromozom.
- Štaviše, i transformacija i transdukcija su važni alati u molekularnoj biologiji i genetskom inženjeringu.
Koja je razlika između transformacije i transdukcije?
Transformacija je genetska promjena bakterija direktnim unosom i inkorporacijom 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. Štaviše, gola DNK se kreće preko zida i membrane primaoca tokom transformacije bez pomoći virusa. Ali, transdukciju vrši bakteriofag. Stoga i ovo možemo smatrati razlikom između transformacije i transdukcije.
Dalje, u transformaciji, ekstracelularni DNK fragmenti se dobijaju. U transdukciji, bakteriofag ubacuje fragment DNK u bakteriju. Stoga je ovo značajna razlika između transformacije i transdukcije. Dodatno, dalja razlika između transformacije i transdukcije je u tome što je prijenos plazmida moguć u transformaciji, dok nije vjerovatno da će se dogoditi u transdukciji. Iznad njih, još jedna značajna razlika između transformacije i transdukcije je ta što je transformacija osjetljiva na DNKazu dok je transdukcija otporna na DNKazu.
U nastavku infografika predstavlja razliku između transformacije i transdukcije kao jedno pored drugog.
Sažetak – Transformacija vs Transdukcija
Transformacija i transdukcija su dva načina horizontalnog prijenosa gena između bakterija. Transformacija je proces direktnog preuzimanja egzogene DNK iz okoline preko ćelijskog zida i membrane u bakterijsku ćeliju i ugradnju u njen genom. S druge strane, transdukcija je proces ubrizgavanja virusne DNK u bakterijske stanice od strane bakteriofaga. Dakle, transdukciju vrši virusni domaćin. Nadalje, transformacija se događa prirodno i umjetno. Zavisi od sposobnosti bakterije. Transdukcija ne zavisi od sposobnosti bakterije. Transdukcija se odvija putem litičkog i lizogenog ciklusa. Dakle, ovo je razlika između transformacije i transdukcije.
