Het belangrijkste verschil tussen transformatie en transductie is dat transformatie een mechanisme is dat het genetische materiaal van bacteriën verandert door directe opname van exogeen genetisch materiaal uit de omgeving door het celmembraan en opname ervan in het genoom, terwijl transductie de injectie van vreemd DNA door een bacteriofaagvirus in de gastheerbacterie.
Conjugatie is een bekende methode voor DNA-recombinatie, die kan worden gevonden in zowel eukaryoten als prokaryoten. Wetenschappers hebben ontdekt dat het mogelijk is om DNA van de ene bacteriële cel naar de andere over te brengen door nog twee andere mechanismen: transformatie en transductie. Net als bij conjugatie, brengen deze twee mechanismen DNA in één richting over en vindt recombinatie plaats tussen allelen in homologe DNA-gebieden. Beide mechanismen dragen zeer weinig DNA over en dragen niet het hele celchromosoom over.
Wat is transformatie?
Fred Griffith, een medisch officier bij het Britse ministerie van Volksgezondheid in Londen, ontdekte het transformatieproces in 1928. Het is het mechanisme waarmee bacteriën DNA-fragmenten uit de omgeving opnemen en opnemen in hun chromosomen. Na een succesvolle transformatie krijgt de ontvangende cel (transformant) enkele kenmerken die er voorheen niet in aanwezig waren. In prokaryoten zoals bacteriën vindt transformatie regelmatig plaats wanneer de cellen in grote aantallen voorkomen, zoals in het menselijke darmkanaal of in rijke grond.
Figuur 01: Transformatie
Om een succesvolle transformatie uit te voeren, moet de bacterie competent genoeg zijn. De transformatie of het vermogen van een cel om extracellulair DNA uit de omgeving op te nemen, hangt dus af van de competentie van de bacterie. De competentie hangt af van variabele eigenschappen tussen bacteriesoorten. Transformatie kan kunstmatig worden gedaan; soms komt het zelfs van nature voor. Als het van nature voorkomt, vergroot het de kans om vaker ziekten te veroorzaken.
Wat is transductie?
In tegenstelling tot transformatie, vereist transductie een virus als middel om het DNA-fragment van donor naar ontvangende cel te dragen. Deze virussen zijn bacterie-infecterende virussen of bacteriofagen. Zoals alle virussen hebben deze bacteriofagen een kern van DNA of RNA omgeven door een laag eiwit. Bacteriofagen hechten zich aan de oppervlaktereceptoren van de bacteriën en injecteren het virale DNA direct in de bacteriën.
Transductie gebeurt op twee manieren: lytische cyclus of lysogene cyclus. In de lytische cyclus dringt de virale faag een gastheercel binnen, vernietigt het chromosoom van de gastheer en repliceert zichzelf in de gastheercel. Uiteindelijk vernietigen (lyseren) deze fagen dezelfde gastheercel; daarom noemen we ze virulente fagen. In tegenstelling tot de lytische cyclus vindt de directe lysis van de bacteriecel niet plaats in de lysogene cyclus. In de lysogene cyclus integreert faag-DNA met het gastheerchromosoom als een profaag. Na integratie ondergaat de gastheercel DNA-replicatie en binaire splitsing, wat resulteert in kopieën van de gastheercel met profagen. Ten slotte zullen deze profagen zich verontschuldigen van de chromosomen van de gastheer en naar de lytische cyclus gaan.
Figuur 02: Transductie
Transductie is een handig hulpmiddel bij genetische manipulatie bij het introduceren van een vreemd gen in bacteriën. Het is ook nuttig om het mechanisme te begrijpen waardoor antibiotica ondoeltreffend worden als gevolg van de overdracht van antibioticaresistentiegenen tussen bacteriën.
Wat zijn de overeenkomsten tussen transformatie en transductie?
- Transformatie en transductie zijn twee mechanismen die betrokken zijn bij horizontale genoverdracht van de ene bacterie naar de andere bacterie.
- Deze twee mechanismen brengen DNA in één richting over.
- Beide mechanismen dragen echter zeer weinig hoeveelheden DNA over en niet het hele celchromosoom.
- Bovendien zijn zowel transformatie als transductie belangrijke instrumenten in de moleculaire biologie en genetische manipulatie.
Wat is het verschil tussen transformatie en transductie?
Transformatie is de genetische verandering van bacteriën door directe opname en opname van exogeen DNA uit hun omgeving. Aan de andere kant is transductie het proces waarbij een virus genetisch materiaal van de ene bacterie naar de andere overdraagt. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen transformatie en transductie. Transformatie werd ontdekt door Fred Griffith in 1928, terwijl transductie werd ontdekt door Norton Zinder en Joshua Lederberg in 1952. Bovendien beweegt het naakte DNA tijdens de transformatie over de wand en het membraan van de ontvanger zonder de hulp van een virus. Maar transductie wordt gedaan door een bacteriofaag. Daarom kunnen we dit ook beschouwen als een verschil tussen transformatie en transductie.
Bovendien worden bij transformatie extracellulaire DNA-fragmenten verkregen. Bij transductie voegt bacteriofaag een DNA-fragment in bacteriën in. Daarom is dit een significant verschil tussen transformatie en transductie. Bovendien is een verder verschil tussen transformatie en transductie dat een plasmide-overdracht mogelijk is bij transformatie, terwijl het niet waarschijnlijk is dat dit bij transductie optreedt. Daarboven is een ander significant verschil tussen transformatie en transductie dat de transformatie gevoelig is voor DNAase, terwijl transductie DNAase-resistent is.
Hieronder infographic presenteert het verschil tussen transformatie en transductie als een vergelijking naast elkaar.
Samenvatting – Transformatie vs Transductie
Transformatie en transductie zijn twee manieren van horizontale genoverdracht tussen bacteriën. Transformatie is het proces van directe opname van exogeen DNA uit de omgeving via celwand en membraan in de bacteriële cel en opname in het genoom ervan. Aan de andere kant is transductie het proces van het injecteren van viraal DNA in bacteriële cellen door de bacteriofagen. Vandaar dat transductie wordt gedaan door een virale gastheer. Bovendien vindt transformatie op natuurlijke en kunstmatige wijze plaats. Het hangt af van de competentie van de bacteriën. Transductie is niet afhankelijk van de competentie van de bacteriën. Transductie vindt plaats via lytische en lysogene cyclus. Dit is dus het verschil tussen transformatie en transductie.
