ძირითადი განსხვავება - განზოგადებული და სპეციალიზებული ტრანსდუქცია
ტრანსდუქცია არის მექანიზმი, რომელიც გადააქვს დნმ-ს ერთი ბაქტერიიდან მეორე ბაქტერიაზე ბაქტერიოფაგით. ბაქტერიოფაგი არის ვირუსი, რომელიც აინფიცირებს და მრავლდება ბაქტერიაში. მას შეუძლია ბაქტერიის უჯრედის კედელზე მიმაგრება და მისი დნმ-ის შეყვანა ბაქტერიაში. ბაქტერიის შიგნით ვირუსული დნმ მრავლდება და ქმნის აუცილებელ კომპონენტებსა და ფერმენტებს ახალი მრავალი ბაქტერიოფაგის შესაქმნელად. ამ პროცესის დროს ბაქტერიული დნმ იშლება ნაწილებად და ინტეგრირდება ვირუსის გენომთან ან ვირუსული დნმ პირდაპირ ინტეგრირდება ბაქტერიულ დნმ-თან. ახალი ბაქტერიოფაგები ატარებენ ბაქტერიულ დნმ-ს მათ შიგნით.როდესაც ეს ბაქტერიოფაგები აინფიცირებენ სხვა ბაქტერიებს, ხდება ბაქტერიული დნმ-ის შერევა. ტრანსდუქცია შეიძლება მოხდეს ლიტიკური ციკლით ან ლიზოგენური ციკლით, ბაქტერიოფაგის ტიპის მიხედვით. აქედან გამომდინარე, არსებობს ტრანსდუქციის ორი ტიპი, კერძოდ განზოგადებული ტრანსდუქცია და სპეციალიზებული ტრანსდუქცია. გენერალიზებულ და სპეციალიზებულ ტრანსდუქციას შორის მთავარი განსხვავებაა ის, რომ გენერალიზებული ტრანსდუქცია კეთდება ვირულენტური ბაქტერიოფაგებით, რომლებშიც ბაქტერიული უჯრედი ლიზდება ახალი ბაქტერიოფაგების გამოთავისუფლებისას, ხოლო სპეციალიზებული ტრანსდუქცია კეთდება ზომიერი ბაქტერიოფაგებით, რომლებშიც ბაქტერიული უჯრედი არ არის ლიზირებული, და ვირუსული დნმ ინტეგრირდება ბაქტერიებთან. დნმ და გადარჩება პროფაგურ ეტაპზე ბაქტერიებში რამდენიმე თაობის განმავლობაში.
რა არის გენერალიზებული ტრანსდუქცია?
არსებობს ბაქტერიოფაგების ორი ტიპი: ვირუსული და ზომიერი. ვირუსულ ბაქტერიოფაგს შეუძლია მოკლას მასპინძელი ბაქტერია. ისინი ყოველთვის გადიან ლიტურ სასიცოცხლო ციკლს, რაც იწვევს მასპინძელი ბაქტერიების სიკვდილს.ბაქტერიის ინფექცია ვირუსული ბაქტერიოფაგით და ბაქტერიული დნმ-ის სხვა ბაქტერიაზე გადატანა მეორე ინფექციის დროს ცნობილია როგორც გენერალიზებული ტრანსდუქცია. ამრიგად, განზოგადებული ტრანსდუქცია შეიძლება განისაზღვროს, როგორც ბაქტერიული დნმ-ის გადატანა ერთი ბაქტერიიდან მეორე ბაქტერიაზე ვირულენტური ბაქტერიოფაგის მიერ ბაქტერიოფაგის ლიტური ციკლის დროს. ბაქტერიული დნმ-ის გადატანა ხდება ახალ ფაგებში გენეტიკური მასალის შეფუთვის შეცდომების გამო. ახლად გამრავლებული ვირუსული დნმ-ის ახალ ფაგებში შეფუთვა აჩვენებს დაბალ ერთგულებას. აქედან გამომდინარე, გენეტიკური მასალის შეფუთვის დროს, ბაქტერიული დნმ-ის მცირე ნაწილები ან ვირუსული დნმ-ის რეკომბინირებული ბაქტერიული დნმ შეიძლება არასწორად შევიდეს ფაგებში. თუ ბაქტერიული დნმ ვირუსის კაფსიდის შიგნით შემთხვევით შეიყვანება, მეორე ინფექცია ამ დნმ-ს სხვა ბაქტერიაში გადააქვს. ამრიგად, ტრანსდუქცია ორ ბაქტერიას შორის წარმატებით სრულდება.
ინფექციის შემდეგ ვირულენტულ ფაგებს შეუძლიათ გააკონტროლონ ბაქტერიული უჯრედების მექანიზმი საკუთარი დნმ-ის რეპლიკაციისთვის.ვირუსს ასევე შეუძლია დაშალოს ბაქტერიული ქრომოსომა პატარა ნაჭრებად და იწვევს ბაქტერიის უჯრედის კედლის უეცარ რღვევას აწყობილი ფაგების გამოთავისუფლების მიზნით, რაც იწვევს უჯრედის სიკვდილს.
გენერალიზებული ტრანსდუქციის პროცესი
გენერალიზებული ტრანსდუქცია არის სწრაფი პროცესი, რომლის დროსაც ბაქტერიები კვდებიან მოკლე დროში. ბაქტერიოფაგს შეუძლია დაარღვიოს ბაქტერიული დნმ ნაწილებად და გაანადგუროს ბაქტერიული უჯრედი. განზოგადებული ტრანსდუქციის საფეხურები შეიძლება შეჯამდეს შემდეგნაირად.
- ვირულენტური (ლიზური) ბაქტერიოფაგი აინფიცირებს ბაქტერიას.
- ფაგის გენომი შედის ბაქტერიულ უჯრედში.
- ვირუსი მართავს ბაქტერიულ მეტაბოლურ მექანიზმებს საკუთარი დნმ-ის და სხვა აუცილებელი კომპონენტებისა და ფერმენტების შესაქმნელად.
- ბაქტერიული დნმ ჰიდროლიზდება პატარა ნაჭრებად.
- გენეტიკური მასალის შეფუთვა ახალ ფაგებში. ზოგჯერ ბაქტერიული დნმ-ის ფრაგმენტები ფუჭდება ახალ ფაგის კაფსიდებში
- ბაქტერიული უჯრედი ლიზს და ათავისუფლებს ახალ ფაგებს.
- როდესაც ტრანსდუცირებული ფაგი აინფიცირებს სხვა ბაქტერიას, წინა ბაქტერიული დნმ ინკორპორირებულია ახალში.
სურათი 01: გენერალიზებული ტრანსდუქციის პროცესი
რა არის სპეციალიზებული ტრანსდუქცია?
ზომიერი ბაქტერიოფაგები აჩვენებენ ლიზოგენურ სასიცოცხლო ციკლებს. ისინი ჩართულნი არიან ტრანსდუქციის სპეციალიზებულ პროცესში, რომლის დროსაც ბაქტერიული დნმ-ის ფრაგმენტი გადადის ერთი ბაქტერიიდან მეორე ბაქტერიაზე შეცდომის გამო. აქედან გამომდინარე, სპეციალიზებული ტრანსდუქცია შეიძლება განისაზღვროს, როგორც დონორის ბაქტერიული დნმ-ის გადაცემა სხვა ბაქტერიაზე ზომიერი ბაქტერიოფაგების მიერ. როდესაც ზომიერი ფაგები აინფიცირებენ ბაქტერიებს, მათ შეუძლიათ ვირუსული დნმ-ის ინტეგრირება ბაქტერიულ ქრომოსომაში და დარჩნენ პროფაგურ სტადიაში რამდენიმე ბაქტერიის თაობის განმავლობაში, ბაქტერიის გენომიდან მისი განთავისუფლების გარეშე.ბაქტერიული გენომის რეპლიკაციის დროს ვირუსული დნმ ექვემდებარება რეპლიკაციას და შედის ახალ ბაქტერიულ უჯრედებში და გადარჩება. თუმცა, როდესაც პროფაგები გამოწვეულია გარკვეული ფაქტორებით, ვირუსული დნმ იშლება ბაქტერიული ქრომოსომიდან. ზოგჯერ ამ გამოყოფის დროს ბაქტერიული ქრომოსომების ფრაგმენტები იშლება და რჩება პროფაგური დნმ-ის მიერთებული. ინდუქციის გამო, ფაგები გადიან ლიტურ ციკლს შემდეგ. ვირუსული გენომი იმეორებს მიმაგრებული ბაქტერიული დნმ-ით და იკვრება ახალ კაფსიდებში და ქმნის ახალ ფაგებს. ახალი ფაგები ათავისუფლებენ ბაქტერიულ უჯრედს ლიზისით. როდესაც ახალი ფაგი სხვა ბაქტერიას აინფიცირებს, მასში ბაქტერიული დნმ გადადის.
სპეციალიზებული ტრანსდუქციის პროცესი
სპეციალიზებული ტრანსდუქციის საფეხურები შეიძლება შეჯამდეს შემდეგნაირად.
- ზომიერი ბაქტერიოფაგი აინფიცირებს ბაქტერიას.
- ვირუსული დნმ ინტეგრირდება ბაქტერიულ ქრომოსომაში და ხდება პროფაგის სტადია
- ვირუსული დნმ რჩება ბაქტერიებში რამდენიმე თაობის განმავლობაში
- სპონტანური ინდუქციისას ვირუსული დნმ აშორებს ბაქტერიულ ქრომოსომულ დნმ-ს.
- ბაქტერიული დნმ-ის ფრაგმენტები იშლება ბაქტერიული ქრომოსომიდან ვირუსული დნმ-ით.
- ვირუსული დნმ მრავლდება ბაქტერიულ გენებთან ერთად და შეფუთულია ახალ კაფსიდებში და ქმნის ახალ ფაგებს.
- ბაქტერიული უჯრედი ლიზს და ათავისუფლებს ახალ ფაგებს.
- ახალი ფაგები აინფიცირებს ახალ ბაქტერიებს.
- ბაქტერიული დნმ ერევა ახალ ბაქტერიებს ინფექციის დროს.
სურათი 02: სპეციალიზებული ტრანსდუქცია ნაჩვენებია ლამბდა ფაგის მიერ
რა განსხვავებაა გენერალიზებულ და სპეციალიზებულ ტრანსდუქციას შორის?
განზოგადებული vs სპეციალიზებული ტრანსდუქცია |
|
| გენერალიზებული ტრანსდუქცია კეთდება ვირულენტური ან ლიტური ბაქტერიოფაგებით. | სპეციალიზებული ტრანსდუქცია კეთდება ზომიერი ფაგებით. |
| სიცოცხლის ციკლი | |
| გენერალიზებული ტრანსდუქცია გადის ლიტიკურ ციკლს | სპეციალიზებული ტრანსდუქცია გადის ლიზოგენურ ციკლს. |
| ბაქტერიების ლიზისი | |
| ბაქტერიული უჯრედი სწრაფად ლიზდება. | ბაქტერიული უჯრედები სწრაფად არ ლიზდება, მაგრამ გადარჩება რამდენიმე თაობის განმავლობაში. |
| გენეტიკური მასალის შეფუთვა | |
| დონორი ბაქტერიული დნმ-ის ნაწილი მოთავსებულია ვირუსის კაფსიდის შიგნით გენერალიზებულ ტრანსდუქციაში | ბაქტერიული დნმ-ის მცირე ნაწილები რჩება მიმაგრებული ვირუსის დნმ-ზე ბაქტერიული ქრომოსომიდან გამოყოფის დროს და იფუთება ახალ კაფსიდებში. |
| ვირუსული დნმ-ის ინტეგრაცია | |
| ვირუსული დნმ არ არის ინტეგრირებული ბაქტერიულ ქრომოსომაში. | ბაქტერიული და ვირუსული დნმ ინტეგრირდება. |
| ბაქტერიული დნმ-ის ჰიდროლიზი | |
| ბაქტერიული დნმ ვირუსის მიერ ნაწილებად ჰიდროლიზდება. | ბაქტერიული დნმ არ ჰიდროლიზდება. |
| პროფაგის წარმოება | |
| გენერალიზებული ტრანსდუქციის დროს არ არის პროფაგის წარმოქმნა. | პროფაგები წარმოიქმნება სპეციალიზებული ტრანსდუქციის დროს. |
შეჯამება – განზოგადებული vs სპეციალიზებული ტრანსდუქცია
ტრანსდუქცია არის ბაქტერიული დნმ-ის გადაცემის პროცესი ერთი ბაქტერიიდან მეორეზე ვირუსით. ეს არის ბუნებრივი პროცესი, რომელიც ხდება ლიტური ან ლიზოგენური ციკლების მეშვეობით. ვირულენტური ფაგები აჩვენებენ გენერალიზებულ ტრანსდუქციას. ზომიერი ფაგები აჩვენებენ სპეციალიზებულ ტრანსდუქციას. გენერალიზებული ტრანსდუქციის დროს ვირუსი ანადგურებს ბაქტერიულ უჯრედს. სპეციალიზებული ტრანსდუქციის დროს ბაქტერიული უჯრედები სწრაფად არ ნადგურდება, თუ არ არის ინდუქცია. ეს არის მთავარი განსხვავება განზოგადებულ და სპეციალიზებულ ტრანსდუქციას შორის. ვირუსული დნმ ინტეგრირდება ბაქტერიულ ქრომოსომაში სპეციალიზებული ტრანსდუქციის დროს და ინტეგრაცია არ ხდება გენერალიზებული ტრანსდუქციისას.
