ความแตกต่างที่สำคัญ – การแปลงแบบทั่วไปและแบบพิเศษ
การถ่ายโอนเป็นกลไกที่ถ่ายโอน DNA จากแบคทีเรียหนึ่งไปยังอีกแบคทีเรียหนึ่งโดยแบคทีเรีย แบคทีเรียเป็นไวรัสที่ติดเชื้อและทำซ้ำภายในแบคทีเรีย มันสามารถยึดติดกับผนังเซลล์ของแบคทีเรียและฉีด DNA ของมันไปยังแบคทีเรียได้ ภายในแบคทีเรียนั้น DNA ของไวรัสจะทำซ้ำและสร้างส่วนประกอบและเอนไซม์ที่จำเป็นเพื่อสร้างแบคทีเรียใหม่จำนวนมาก ในระหว่างกระบวนการนี้ DNA ของแบคทีเรียจะย่อยสลายเป็นชิ้น ๆ และรวมเข้ากับจีโนมของไวรัสหรือ DNA ของไวรัสจะรวมเข้ากับ DNA ของแบคทีเรียโดยตรง แบคทีเรียชนิดใหม่มี DNA ของแบคทีเรียอยู่ภายในเมื่อแบคทีเรียเหล่านี้ติดเชื้อแบคทีเรียอื่น การผสมของดีเอ็นเอของแบคทีเรียจะเกิดขึ้น การถ่ายทอดสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งโดยวงจร lytic หรือวงจร lysogenic ตามชนิดของแบคทีเรีย ดังนั้นจึงมีทรานส์ดักชั่นสองแบบคือ ทรานส์ดักชั่นทั่วไป และ ทรานสดักชั่นพิเศษ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการถ่ายทอดแบบทั่วไปและแบบพิเศษก็คือ การถ่ายทอดแบบทั่วไปนั้นกระทำโดยแบคทีเรียชนิดรุนแรง ซึ่งเซลล์ของแบคทีเรียจะถูกสลายเมื่อมีการปล่อยแบคทีเรียชนิดใหม่ออกมา ในขณะที่การถ่ายทอดแบบพิเศษทำได้โดยแบคทีเรียที่มีอุณหภูมิปานกลาง ซึ่งเซลล์แบคทีเรียไม่ได้ถูกสลาย และ DNA ของไวรัสจะรวมเข้ากับแบคทีเรีย DNA และดำรงอยู่ในระยะการเผยพระวจนะภายในแบคทีเรียมาหลายชั่วอายุคน
การแปลงทั่วไปคืออะไร
แบคทีเรียมีสองประเภท: รุนแรงและอบอุ่น แบคทีเรียที่มีความรุนแรงสามารถฆ่าแบคทีเรียที่เป็นโฮสต์ได้ พวกเขามักจะได้รับวงจรชีวิต lytic ซึ่งทำให้เกิดการตายของแบคทีเรียที่เป็นโฮสต์การติดเชื้อแบคทีเรียโดยแบคทีเรียที่เป็นอันตรายและการถ่ายโอน DNA ของแบคทีเรียไปยังแบคทีเรียอื่นในระหว่างการติดเชื้อครั้งที่สองเรียกว่าการถ่ายโอนข้อมูลทั่วไป ดังนั้น การทรานส์ดักชันทั่วไปจึงสามารถกำหนดได้ว่าเป็นการถ่ายโอน DNA ของแบคทีเรียจากแบคทีเรียหนึ่งไปยังอีกแบคทีเรียหนึ่งโดยแบคทีเรียชนิดรุนแรงในระหว่างวงจร lytic ของแบคทีเรีย การถ่ายโอนดีเอ็นเอของแบคทีเรียเกิดขึ้นเนื่องจากข้อผิดพลาดของการบรรจุสารพันธุกรรมในฟาจใหม่ การบรรจุ DNA ของไวรัสที่ทำซ้ำใหม่ลงใน phages ใหม่มีความเที่ยงตรงต่ำ ดังนั้น ในระหว่างการบรรจุสารพันธุกรรม ชิ้นส่วนเล็กๆ ของ DNA ของแบคทีเรียหรือ DNA ของแบคทีเรียที่รวมตัวกันใหม่ที่มี DNA ของไวรัสสามารถรวมเข้าใน phages อย่างไม่ถูกต้องได้ ถ้า DNA ของแบคทีเรียถูกแทรกเข้าไปใน capsid ของไวรัสโดยบังเอิญ การติดเชื้อครั้งที่สองจะนำ DNA นี้ไปใช้กับแบคทีเรียอีกตัวหนึ่ง ดังนั้นการถ่ายทอดระหว่างแบคทีเรียทั้งสองจึงเสร็จสมบูรณ์
หลังการติดเชื้อ ฟาจรุนแรงสามารถควบคุมกลไกของเซลล์แบคทีเรียเพื่อทำซ้ำ DNA ของตัวเองได้ไวรัสยังสามารถย่อยสลายโครโมโซมของแบคทีเรียเป็นชิ้นเล็กๆ และทำให้ผนังเซลล์ของแบคทีเรียหยุดชะงักอย่างกะทันหันสำหรับการปล่อยฟาจที่ประกอบกันเป็นเหตุให้เซลล์ตายได้
กระบวนการแปลงทั่วไป
การถ่ายโอนข้อมูลทั่วไปเป็นกระบวนการที่รวดเร็วซึ่งแบคทีเรียตายภายในระยะเวลาอันสั้น แบคทีเรียสามารถทำลาย DNA ของแบคทีเรียออกเป็นชิ้น ๆ ทำลายเซลล์แบคทีเรีย ขั้นตอนของการแปลงสัญญาณทั่วไปสามารถสรุปได้ดังนี้
- แบคทีเรียที่เป็นพิษ (lytic) ติดเชื้อแบคทีเรีย
- ฟาจจีโนมเข้าสู่เซลล์แบคทีเรีย
- ไวรัสควบคุมกลไกการเผาผลาญของแบคทีเรียเพื่อสร้าง DNA ของตัวเอง รวมถึงส่วนประกอบและเอนไซม์ที่จำเป็นอื่นๆ
- ดีเอ็นเอของแบคทีเรียย่อยสลายเป็นชิ้นเล็กๆ
- ห่อสารพันธุกรรมภายในฟาจใหม่ ชิ้นส่วนดีเอ็นเอของแบคทีเรียบางครั้งบรรจุในแคปซิดใหม่
- เซลล์แบคทีเรียสลายและปล่อยฟาจใหม่
- เมื่อฟาจทรานส์ดิวซ์ติดแบคทีเรียอีกตัวหนึ่ง DNA ของแบคทีเรียก่อนหน้าจะรวมเข้าเป็นใหม่
รูปที่ 01: กระบวนการแปลงสัญญาณทั่วไป
การแปลงสัญญาณเฉพาะทางคืออะไร
แบคทีเรียที่มีอุณหภูมิปานกลางแสดงวงจรชีวิตของไลโซเจนิก พวกมันเกี่ยวข้องกับกระบวนการถ่ายทอดสัญญาณแบบพิเศษซึ่งชิ้นส่วนของ DNA ของแบคทีเรียถูกถ่ายโอนจากแบคทีเรียตัวหนึ่งไปยังอีกแบคทีเรียหนึ่งอันเนื่องมาจากข้อผิดพลาด ดังนั้น การทรานส์ดักชันแบบพิเศษสามารถกำหนดได้ว่าเป็นการถ่ายโอน DNA ของแบคทีเรียผู้บริจาคไปยังแบคทีเรียอีกตัวหนึ่งโดยแบคทีเรียที่มีอุณหภูมิพอเหมาะ เมื่ออุณหภูมิปานกลางแพร่ระบาดในแบคทีเรีย พวกมันสามารถรวม DNA ของไวรัสเข้ากับโครโมโซมของแบคทีเรียและยังคงอยู่ในระยะการพยากรณ์สำหรับแบคทีเรียหลายรุ่นโดยไม่ปล่อยออกจากจีโนมของแบคทีเรียในระหว่างการจำลองแบบของจีโนมของแบคทีเรียนั้น DNA ของไวรัสจะถูกจำลองแบบและเข้าสู่เซลล์แบคทีเรียใหม่และมีชีวิตอยู่ อย่างไรก็ตาม เมื่อการพยากรณ์เกิดจากปัจจัยบางอย่าง DNA ของไวรัสจะแยกออกจากโครโมโซมของแบคทีเรีย บางครั้งในระหว่างการแยกออกนี้ ชิ้นส่วนของโครโมโซมของแบคทีเรียจะแยกออกและยังคงติดอยู่กับดีเอ็นเอพยากรณ์ เนื่องจากการเหนี่ยวนำ ฟาจจึงได้รับวงจรไลติกหลังจากนั้น จีโนมของไวรัสจำลองด้วย DNA ของแบคทีเรียที่ติดอยู่และบรรจุในแคปซิดใหม่และสร้างฟาจใหม่ ฟาจใหม่จะปล่อยเซลล์แบคทีเรียโดยการสลาย เมื่อฟาจใหม่ติดเชื้อแบคทีเรียอีกตัว ดีเอ็นเอของแบคทีเรียจะถ่ายโอนไปยังมัน
กระบวนการแปลงพิเศษ
ขั้นตอนของการแปลงสัญญาณเฉพาะสามารถสรุปได้ดังนี้
- แบคทีเรียที่มีอุณหภูมิปานกลางทำให้แบคทีเรียติดเชื้อ
- Viral DNA รวมเข้ากับโครโมโซมของแบคทีเรียและกลายเป็นระยะการพยากรณ์
- Viral DNA ยังคงอยู่ในแบคทีเรียมาหลายชั่วอายุคน
- เมื่อมีการชักนำตามธรรมชาติ DNA ของไวรัสจะแยก DNA ของโครโมโซมของแบคทีเรียออก
- ส่วนของ DNA ของแบคทีเรียแยกออกจากโครโมโซมของแบคทีเรียด้วย DNA ของไวรัส
- Viral DNA ทำซ้ำพร้อมกับยีนของแบคทีเรียและบรรจุอยู่ภายใน capsids ใหม่และสร้าง phages ใหม่
- เซลล์แบคทีเรียสลายและปล่อยฟาจใหม่
- ฟาจใหม่ติดเชื้อแบคทีเรียใหม่
- แบคทีเรีย DNA ผสมกับแบคทีเรียใหม่ระหว่างการติดเชื้อ
รูปที่ 02: การแปลงสัญญาณเฉพาะที่แสดงโดย lambda phage
การถ่ายทอดแบบทั่วไปและแบบพิเศษแตกต่างกันอย่างไร
การแปลงแบบทั่วไปเทียบกับแบบพิเศษ |
|
| การถ่ายทอดแบบทั่วไปทำได้โดยแบคทีเรียที่มีความรุนแรงหรือไลติก | แปลงสัญญาณแบบพิเศษโดยเฟจพอสมควร |
| วงจรชีวิต | |
| การแปลงสัญญาณทั่วไปผ่านวงจร lytic | การถ่ายเทแบบพิเศษผ่านวงจรไลโซเจนิก |
| สลายแบคทีเรีย | |
| เซลล์แบคทีเรียสลายอย่างรวดเร็ว | เซลล์แบคทีเรียไม่ได้สลายอย่างรวดเร็วแต่คงอยู่ได้หลายชั่วอายุคน |
| บรรจุภัณฑ์ของวัสดุพันธุกรรม | |
| ส่วนหนึ่งของ DNA ของแบคทีเรียผู้บริจาคถูกปิดไว้ภายใน capsid ของไวรัสในการถ่ายทอดทั่วไป | DNA ของแบคทีเรียส่วนเล็กๆ ยังคงติดอยู่กับ DNA ของไวรัสในระหว่างการแยกตัวออกจากโครโมโซมของแบคทีเรียและถูกบรรจุลงในแคปซิดใหม่ |
| บูรณาการของ DNA ไวรัส | |
| Viral DNA ไม่ได้ถูกรวมเข้ากับโครโมโซมของแบคทีเรีย | รวม DNA ของแบคทีเรียและไวรัส |
| ไฮโดรไลซิสของดีเอ็นเอของแบคทีเรีย | |
| แบคทีเรีย DNA ไฮโดรไลซ์เป็นชิ้น ๆ โดยไวรัส | ดีเอ็นเอของแบคทีเรียไม่ได้ถูกไฮโดรไลซ์ |
| การผลิต Prophage | |
| ไม่มีการเผยพระวจนะในระหว่างการแปลงสัญญาณทั่วไป | การเผยพระวจนะเกิดขึ้นในระหว่างการถ่ายทอดแบบพิเศษ |
Summary – การแปลงแบบทั่วไปและแบบพิเศษ
การถ่ายโอนเป็นกระบวนการถ่ายโอน DNA ของแบคทีเรียจากแบคทีเรียตัวหนึ่งไปยังอีกตัวหนึ่งโดยไวรัส เป็นกระบวนการทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นผ่านวงจร lytic หรือ lysogenic ฟาจที่มีความรุนแรงแสดงการทรานส์ดักชันแบบทั่วไป ฟาจแบบมีอุณหภูมิแสดงการถ่ายทอดแบบพิเศษ ในระหว่างการถ่ายทอดทั่วไป ไวรัสจะทำลายเซลล์แบคทีเรีย ในการถ่ายทอดแบบพิเศษ เซลล์แบคทีเรียจะไม่ถูกทำลายอย่างรวดเร็วเว้นแต่จะมีการเหนี่ยวนำ นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างการถ่ายทอดแบบทั่วไปและแบบพิเศษ DNA ของไวรัสจะรวมเข้ากับโครโมโซมของแบคทีเรียในการถ่ายทอดสัญญาณแบบพิเศษ และการรวมจะไม่เกิดขึ้นในการถ่ายโอนข้อมูลทั่วไป