Nøkkelforskjellen mellom transformasjon og transduksjon er at transformasjon er en mekanisme som endrer det genetiske materialet til bakterier ved direkte opptak av eksogent genetisk materiale fra omgivelsene gjennom cellemembranen og inkorporering av det i genomet mens transduksjon er injeksjon av fremmed DNA av et bakteriofagvirus i vertsbakterien.
Konjugering er en velkjent metode for DNA-rekombinasjon, som finnes i både eukaryoter og prokaryoter. Forskere har oppdaget at det er mulig å overføre DNA fra en bakteriecelle til en annen ved hjelp av to andre mekanismer: transformasjon og transduksjon. I likhet med konjugering overfører disse to mekanismene DNA i én retning, og rekombinasjon skjer mellom alleler i homologe DNA-regioner. Begge mekanismene overfører svært få mengder DNA og overfører ikke hele cellekromosomet.
Hva er transformasjon?
Fred Griffith, en medisinsk offiser i det britiske helsedepartementet i London, oppdaget transformasjonsprosessen i 1928. Det er mekanismen som bakterier tar opp DNA-fragmenter fra miljøet og inkorporerer det i kromosomene deres. Etter en vellykket transformasjon får mottakercellen (transformanten) noen egenskaper som ikke var til stede tidligere i den. I prokaryoter som bakterier, skjer transformasjon regelmessig når cellene eksisterer i stort antall, for eksempel i menneskelig tarmkanal eller i rik jord.
Figur 01: Transformasjon
For å gjennomføre en vellykket transformasjon bør bakterien være kompetent nok. Dermed avhenger transformasjonen eller evnen til en celle til å ta opp ekstracellulært DNA fra miljøet av bakteriens kompetanse. Kompetansen avhenger av variable egenskaper blant bakteriearter. Transformasjon kan gjøres kunstig; noen ganger skjer det til og med naturlig. Hvis det forekommer naturlig, øker det potensialet for å forårsake sykdom oftere.
Hva er transduksjon?
I motsetning til transformasjon krever transduksjon et virus som et middel for å bære DNA-fragmenter fra donor til mottakercelle. Disse virusene er bakterieinfiserer virus eller bakteriofager. Som alle virus har disse bakteriofagene en kjerne av DNA eller RNA omgitt av et lag med protein. Bakteriofager fester seg til overflatereseptorene til bakteriene og injiserer virus-DNA direkte inn i bakteriene.
Transduksjon skjer på to måter: lytisk syklus eller lysogen syklus. I den lytiske syklusen trenger den virale fagen inn i en vertscelle, ødelegger vertens kromosom og replikerer seg selv i vertscellen. Til slutt ødelegger (lyserer) disse fagene den samme vertscellen; derfor kaller vi dem virulente fager. I motsetning til i den lytiske syklusen, skjer ikke direkte lysis av bakteriecellen i den lysogene syklusen. I den lysogene syklusen integreres fag-DNA med vertskromosomet som en profag. Etter integrasjon gjennomgår vertscellen DNA-replikasjon og binær fisjon, noe som resulterer i kopier av vertscellen med profeter. Til slutt vil disse profetene unnskylde seg fra vertens kromosomer og gå til den lytiske syklusen.
Figur 02: Transduksjon
Transduksjon er et nyttig verktøy i genteknologi når man introduserer et fremmed gen i bakterier. Det er også nyttig å forstå mekanismen som gjør at antibiotika blir ineffektive på grunn av overføring av antibiotikaresistensgener mellom bakterier.
Hva er likhetene mellom transformasjon og transduksjon?
- Transformasjon og transduksjon er to mekanismer involvert i horisontal genoverføring fra en bakterie til en annen bakterie.
- Disse to mekanismene overfører DNA i én retning.
- Men begge mekanismene overfører svært få mengder DNA og overfører ikke hele cellekromosomet.
- I tillegg er både transformasjon og transduksjon viktige verktøy innen molekylærbiologi og genteknologi.
Hva er forskjellen mellom transformasjon og transduksjon?
Transformasjon er den genetiske endringen av bakterier ved direkte opptak og inkorporering av eksogent DNA fra omgivelsene. På den annen side er transduksjon prosessen der et virus overfører genetisk materiale fra en bakterie til en annen. Så dette er nøkkelforskjellen mellom transformasjon og transduksjon. Transformasjon ble oppdaget av Fred Griffith i 1928 mens transduksjon ble oppdaget av Norton Zinder og Joshua Lederberg i 1952. Dessuten beveger det nakne DNA seg over veggen og membranen til mottakeren under transformasjonen uten hjelp av et virus. Men transduksjon gjøres av en bakteriofag. Derfor kan vi også betrakte dette som en forskjell mellom transformasjon og transduksjon.
Videre, i transformasjon, blir ekstracellulære DNA-fragmenter ervervet. Ved transduksjon setter bakteriofag DNA-fragment inn i bakterier. Derfor er dette en betydelig forskjell mellom transformasjon og transduksjon. I tillegg er en ytterligere forskjell mellom transformasjon og transduksjon at en plasmidoverføring er mulig i transformasjon mens det sannsynligvis ikke vil skje i transduksjon. Over disse er en annen betydelig forskjell mellom transformasjon og transduksjon at transformasjonen er mottakelig for DNAase mens transduksjon er DNAase-resistent.
Infografikken nedenfor presenterer forskjellen mellom transformasjon og transduksjon som en side ved side-sammenligning.
Summary – Transformation vs Transduction
Transformasjon og transduksjon er to måter for horisontal genoverføring mellom bakterier. Transformasjon er prosessen med direkte opptak av eksogent DNA fra omgivelsene via cellevegg og membran inn i bakteriecellen og inkorporering i dens genom. På den annen side er transduksjon prosessen med å injisere vir alt DNA i bakterieceller av bakteriofagene. Derfor utføres transduksjon av en viral vert. Videre skjer transformasjon naturlig og kunstig. Det avhenger av kompetansen til bakteriene. Transduksjon er ikke avhengig av bakterienes kompetanse. Transduksjon skjer via lytisk og lysogen syklus. Dermed er dette forskjellen mellom transformasjon og transduksjon.
