Nøgleforskellen mellem transformation og transduktion er, at transformation er en mekanisme, der ændrer bakteriers genetiske materiale ved direkte optagelse af eksogent genetisk materiale fra dets omgivelser gennem cellemembranen og inkorporering af det i genomet, mens transduktion er injektion af fremmed DNA fra en bakteriofagvirus i værtsbakterien.
Konjugation er en velkendt metode til DNA-rekombination, som kan findes i både eukaryoter og prokaryoter. Forskere har opdaget, at det er muligt at overføre DNA fra en bakteriecelle til en anden ved hjælp af to andre mekanismer: transformation og transduktion. I lighed med konjugation overfører disse to mekanismer DNA i én retning, og rekombination sker mellem alleler i homologe DNA-regioner. Begge mekanismer overfører meget få mængder DNA og overfører ikke hele cellekromosomet.
Hvad er transformation?
Fred Griffith, en læge i det britiske sundhedsministerium i London, opdagede transformationsprocessen i 1928. Det er den mekanisme, hvorved bakterier optager DNA-fragmenter fra miljøet og inkorporerer det i deres kromosomer. Efter en vellykket transformation får modtagercellen (transformanten) nogle karakteristika, som ikke tidligere var til stede i den. I prokaryoter som bakterier, sker transformation regelmæssigt, når cellerne findes i stort antal, såsom i menneskets tarmkanal eller i rig jord.
Figur 01: Transformation
For at udføre en vellykket transformation, bør bakterien være kompetent nok. Transformationen eller en celles evne til at optage ekstracellulært DNA fra miljøet afhænger således af bakteriens kompetence. Kompetencen afhænger af variable egenskaber blandt bakteriearter. Transformation kan udføres kunstigt; nogle gange forekommer det endda naturligt. Hvis det forekommer naturligt, øger det potentialet for at forårsage sygdom oftere.
Hvad er transduktion?
I modsætning til transformation kræver transduktion en virus som et middel til at bære DNA-fragmenter fra donor til modtagercelle. Disse vira er bakterieinficerende vira eller bakteriofager. Som alle vira har disse bakteriofager en kerne af DNA eller RNA omgivet af et lag protein. Bakteriofager binder sig til bakteriernes overfladereceptorer og injicerer det virale DNA direkte i bakterierne.
Transduktion sker på to måder: lytisk cyklus eller lysogen cyklus. I den lytiske cyklus trænger den virale fag ind i en værtscelle, ødelægger værtens kromosom og replikerer sig selv i værtscellen. I sidste ende ødelægger (lyserer) disse fager den samme værtscelle; derfor kalder vi dem virulente fager. I modsætning til i den lytiske cyklus forekommer den direkte lysis af bakteriecellen ikke i den lysogene cyklus. I den lysogene cyklus integreres fag-DNA med værtskromosomet som en profag. Efter integration gennemgår værtscellen DNA-replikation og binær fission, hvilket resulterer i kopier af værtscellen med profager. Endelig vil disse profeter undskylde sig fra værters kromosomer og gå til den lytiske cyklus.
Figur 02: Transduktion
Transduktion er et nyttigt værktøj inden for genteknologi, når man introducerer et fremmed gen i bakterier. Det er også nyttigt at forstå den mekanisme, hvormed antibiotika bliver ineffektive på grund af overførsel af antibiotikaresistensgener mellem bakterier.
Hvad er lighederne mellem transformation og transduktion?
- Transformation og transduktion er to mekanismer involveret i horisontal genoverførsel fra en bakterie til en anden bakterie.
- Disse to mekanismer overfører DNA i én retning.
- Begge mekanismer overfører imidlertid meget få mængder DNA og overfører ikke hele cellekromosomet.
- Yderligere er både transformation og transduktion vigtige værktøjer inden for molekylærbiologi og genteknologi.
Hvad er forskellen mellem transformation og transduktion?
Transformation er den genetiske ændring af bakterier ved direkte optagelse og inkorporering af eksogent DNA fra deres omgivelser. På den anden side er transduktion den proces, hvorved en virus overfører genetisk materiale fra en bakterie til en anden. Så dette er den vigtigste forskel mellem transformation og transduktion. Transformation blev opdaget af Fred Griffith i 1928, mens transduktion blev opdaget af Norton Zinder og Joshua Lederberg i 1952. Desuden bevæger det nøgne DNA sig hen over modtagerens væg og membran under transformationen uden hjælp fra en virus. Men transduktion udføres af en bakteriofag. Derfor kan vi også betragte dette som en forskel mellem transformation og transduktion.
Yderligere erhverves ekstracellulære DNA-fragmenter ved transformation. Ved transduktion indsætter bakteriofag DNA-fragment i bakterier. Derfor er dette en væsentlig forskel mellem transformation og transduktion. Derudover er en yderligere forskel mellem transformation og transduktion, at en plasmidoverførsel er mulig i transformation, mens det sandsynligvis ikke vil forekomme i transduktion. Over disse er en anden væsentlig forskel mellem transformation og transduktion, at transformationen er modtagelig for DNAase, mens transduktion er DNAase-resistent.
Infografikken nedenfor præsenterer forskellen mellem transformation og transduktion som en side om side-sammenligning.
Opsummering – Transformation vs Transduction
Transformation og transduktion er to måder til horisontal genoverførsel mellem bakterier. Transformation er processen med direkte optagelse af eksogent DNA fra omgivelserne via cellevæg og membran ind i bakteriecellen og inkorporering i dens genom. På den anden side er transduktion processen med at injicere vir alt DNA i bakterieceller af bakteriofagerne. Derfor udføres transduktion af en viral vært. Desuden sker transformation naturligt og kunstigt. Det afhænger af bakteriernes kompetence. Transduktion afhænger ikke af bakteriernes kompetence. Transduktion sker via lytisk og lysogen cyklus. Dette er således forskellen mellem transformation og transduktion.
