Sự khác biệt chính - Truyền tải tổng quát và chuyên biệt
Transduction là một cơ chế chuyển DNA từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác nhờ thực khuẩn. Bacteriophage là một loại vi rút lây nhiễm và nhân lên trong vi khuẩn. Nó có khả năng gắn vào thành tế bào vi khuẩn và tiêm DNA của nó vào vi khuẩn. Bên trong vi khuẩn, DNA của virut sao chép và tạo ra các thành phần và enzym cần thiết để tạo ra nhiều đại thực khuẩn mới. Trong quá trình này, DNA của vi khuẩn phân hủy thành nhiều mảnh và tích hợp với bộ gen của virus hoặc DNA của virus tích hợp trực tiếp với DNA của vi khuẩn. Các thực khuẩn mới mang DNA của vi khuẩn bên trong chúng. Khi những vi khuẩn này lây nhiễm sang một vi khuẩn khác, sự trộn lẫn DNA của vi khuẩn sẽ xảy ra. Sự truyền tải có thể xảy ra theo chu trình lytic hoặc chu trình lysogenic dựa trên loại vi khuẩn. Do đó, có hai loại chuyển nạp là tải nạp tổng quát và tải nạp chuyên biệt. Sự khác biệt cơ bản giữa tải nạp tổng quát và tải nạp chuyên biệt là quá trình tải nạp tổng quát được thực hiện bởi các vi khuẩn độc lực, trong đó tế bào vi khuẩn được phân giải khi tế bào vi khuẩn mới được giải phóng trong khi quá trình tải nạp chuyên biệt được thực hiện bởi các đại thực khuẩn ôn đới trong đó tế bào vi khuẩn không bị phân ly và DNA của vi khuẩn tích hợp với vi khuẩn DNA và tồn tại trong giai đoạn prophage trong vi khuẩn trong nhiều thế hệ.
Truyền tải tổng quát là gì?
Có hai loại xạ khuẩn: độc lực và ôn đới. Xạ khuẩn độc có khả năng tiêu diệt vi khuẩn vật chủ. Chúng luôn trải qua vòng đời lytic gây ra cái chết của vi khuẩn vật chủ. Sự lây nhiễm vi khuẩn bởi một thực khuẩn độc và chuyển DNA của vi khuẩn sang một vi khuẩn khác trong lần lây nhiễm thứ hai được gọi là sự truyền gen tổng quát. Do đó, tải nạp tổng quát có thể được định nghĩa là sự chuyển DNA của vi khuẩn từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác bởi một vi khuẩn độc lực trong chu kỳ lytic của vi khuẩn. Sự chuyển DNA của vi khuẩn xảy ra do lỗi đóng gói vật liệu di truyền trong các phage mới. Việc đóng gói DNA của virus mới được sao chép thành các phage mới cho thấy độ trung thực thấp. Do đó, trong quá trình đóng gói vật liệu di truyền, các đoạn nhỏ của DNA vi khuẩn hoặc DNA vi khuẩn tái tổ hợp với DNA của vi rút có thể được đưa vào phage một cách sai lầm. Nếu DNA của vi khuẩn được đưa vào bên trong capsid của virus một cách tình cờ, lần lây nhiễm thứ hai sẽ đưa DNA này vào một vi khuẩn khác. Do đó, quá trình chuyển nạp hoàn thành giữa hai vi khuẩn thành công.
Sau khi lây nhiễm, các phage độc lực có khả năng điều khiển bộ máy tế bào vi khuẩn để sao chép DNA của chính nó. Virus này cũng có khả năng phân hủy nhiễm sắc thể vi khuẩn thành những mảnh nhỏ và gây ra sự phá vỡ đột ngột của thành tế bào vi khuẩn để giải phóng các phage tập hợp gây chết tế bào.
Quy trình truyền tải tổng quát
Truyềntổng quát là một quá trình nhanh chóng, trong đó vi khuẩn chết trong một khoảng thời gian ngắn. Bacteriophage có khả năng bẻ gãy DNA của vi khuẩn thành nhiều mảnh, phá hủy tế bào vi khuẩn. Các bước chuyển nạp tổng quát có thể được tóm tắt như sau.
- Xạ khuẩn độc (lytic) lây nhiễm vi khuẩn.
- Bộ gen của phage xâm nhập vào tế bào vi khuẩn.
- Virus điều khiển cơ chế trao đổi chất của vi khuẩn để tạo ra DNA của chính nó và các thành phần và enzym cần thiết khác.
- DNA của vi khuẩn thủy phân thành các mảnh nhỏ.
- Gói vật liệu di truyền bên trong các thể thực khuẩn mới. Đôi khi các đoạn DNA của vi khuẩn đóng gói trong các capsid của phage mới
- Tế bào vi khuẩn ly giải và giải phóng thể thực khuẩn mới.
- Khi phage được chuyển nạp lây nhiễm sang một vi khuẩn khác, DNA của vi khuẩn trước đó sẽ kết hợp thành một vi khuẩn mới.
Hình 01: Quy trình truyền tải tổng quát
Truyền chuyên khoa là gì?
Vi khuẩn ôn đới thể hiện vòng đời của lysogenic. Chúng tham gia vào quá trình tải nạp chuyên biệt, trong đó một đoạn DNA của vi khuẩn được chuyển từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác do lỗi. Do đó, quá trình tải nạp chuyên biệt có thể được định nghĩa là sự chuyển DNA của vi khuẩn hiến tặng sang một vi khuẩn khác bởi các thực khuẩn ôn đới. Khi các phage ôn đới lây nhiễm vi khuẩn, chúng có thể tích hợp DNA của virus vào nhiễm sắc thể của vi khuẩn và ở trong giai đoạn prophage trong nhiều thế hệ vi khuẩn mà không giải phóng nó khỏi bộ gen vi khuẩn. Trong quá trình sao chép bộ gen của vi khuẩn, DNA của virut có thể sao chép và xâm nhập vào các tế bào vi khuẩn mới và tồn tại. Tuy nhiên, khi các tiên tri được tạo ra bởi một số yếu tố nhất định, DNA của virus sẽ tách ra khỏi nhiễm sắc thể của vi khuẩn. Đôi khi trong quá trình tách rời này, các đoạn nhiễm sắc thể vi khuẩn tách ra và vẫn gắn vào DNA prophage. Do sự cảm ứng, các phage trải qua chu kỳ lytic sau đó. Bộ gen của virut sao chép với DNA của vi khuẩn được gắn vào và đóng gói bên trong các capsid mới và tạo ra các phage mới. Các phage mới giải phóng tế bào vi khuẩn bằng cách ly giải. Khi một thể thực khuẩn mới lây nhiễm sang một vi khuẩn khác, DNA của vi khuẩn sẽ chuyển sang nó.
Quy trình TruyềnChuyên
Các bước cấy truyền chuyên biệt có thể được tóm tắt như sau.
- Xạ khuẩn ôn đới lây nhiễm vi khuẩn.
- DNA của virus tích hợp vào nhiễm sắc thể của vi khuẩn và trở thành giai đoạn prophage
- DNA của virus vẫn tồn tại trong vi khuẩn qua nhiều thế hệ
- Sau một lần cảm ứng tự phát, DNA của virus sẽ tách ra DNA của nhiễm sắc thể vi khuẩn.
- Các đoạn DNA của vi khuẩn tách ra khỏi nhiễm sắc thể của vi khuẩn với DNA của virus.
- DNA của virus tái tạo cùng với các gen của vi khuẩn và đóng gói bên trong các capsid mới và tạo ra các phage mới.
- Tế bào vi khuẩn ly giải và giải phóng thể thực khuẩn mới.
- Thực khuẩn thể mới lây nhiễm vi khuẩn mới.
- DNA của vi khuẩn trộn lẫn với vi khuẩn mới trong quá trình lây nhiễm.
Hình 02: Sự chuyển nạp chuyên biệt được thể hiện bởi lambda phage
Sự khác biệt giữa Truyền tổng quát và Truyền chuyên biệt là gì?
Truyền tải tổng quát và Chuyên biệt |
|
| Truyền tải tổng quát được thực hiện bởi các vi khuẩn độc lực hoặc lytic. | Truyền tải chuyên biệt được thực hiện bởi các phage ôn đới. |
| Vòng đời | |
| Truyền tải tổng quát trải qua chu kỳ lytic | Chuyển nạp chuyên biệt trải qua chu trình lysogenic. |
| Ly giải vi khuẩn | |
| Tế bào vi khuẩn ly giải nhanh chóng. | Tế bào vi khuẩn không bị ly giải nhanh chóng mà tồn tại qua nhiều thế hệ. |
| Đóng gói Vật liệu Di truyền | |
| Một phần DNA của vi khuẩn hiến tặng được bao bọc trong capsid của virus trong quá trình chuyển nạp tổng quát | Các phần nhỏ của DNA vi khuẩn vẫn được gắn vào DNA của vi-rút trong quá trình tách ra khỏi nhiễm sắc thể vi khuẩn và được đóng gói thành các capsid mới. |
| Tích hợp DNA của Viral | |
| DNA của virus không được tích hợp vào nhiễm sắc thể của vi khuẩn. | DNA của vi khuẩn và virus tích hợp. |
| Thủy phân DNA của vi khuẩn | |
| DNA của vi khuẩn bị virus thủy phân thành nhiều mảnh. | DNA của vi khuẩn không bị thủy phân. |
| Sản xuất Prophage | |
| Không có sự hình thành prophage trong quá trình chuyển nạp tổng quát. | Prophages được hình thành trong quá trình chuyển nạp chuyên biệt. |
Tóm tắt - Truyền tải tổng quát và chuyên biệt
Transduction là quá trình chuyển DNA của vi khuẩn từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác bởi vi rút. Nó là một quá trình tự nhiên xảy ra thông qua các chu kỳ lytic hoặc lysogenic. Các phage độc lực cho thấy khả năng tải nạp tổng quát. Các phage ôn đới thể hiện sự tải nạp chuyên biệt. Trong quá trình tải nạp tổng quát, vi rút phá hủy tế bào vi khuẩn. Trong quá trình tải nạp chuyên biệt, tế bào vi khuẩn không nhanh chóng bị tiêu diệt trừ khi có cảm ứng. Đây là sự khác biệt chính giữa truyền tải tổng quát và chuyên biệt. DNA của virus tích hợp vào nhiễm sắc thể của vi khuẩn trong quá trình tải nạp chuyên biệt và sự tích hợp không xảy ra trong quá trình tải nạp tổng quát.
