Anahtar Farkı – Genelleştirilmiş ve Özelleştirilmiş Aktarım
Transdüksiyon, bir bakteriyofaj aracılığıyla DNA'yı bir bakteriden diğerine aktaran bir mekanizmadır. Bakteriyofaj, bir bakteriyi enfekte eden ve içinde çoğalan bir virüstür. Bakteri hücre duvarına bağlanma ve DNA'sını bakteriye enjekte etme yeteneğine sahiptir. Bakterinin içinde viral DNA çoğalır ve yeni birçok bakteriyofaj yapmak için gerekli bileşenleri ve enzimleri oluşturur. Bu işlem sırasında bakteri DNA'sı parçalara ayrılarak viral genomla bütünleşir veya viral DNA doğrudan bakteri DNA'sıyla bütünleşir. Yeni bakteriyofajlar, içindeki bakteri DNA'sını taşır. Bu bakteriyofajlar başka bir bakteriyi enfekte ettiğinde, bakteri DNA'sının karışması meydana gelir. Transdüksiyon, bakteriyofajın tipine bağlı olarak litik döngü veya lizojenik döngü ile gerçekleşebilir. Dolayısıyla, genelleştirilmiş transdüksiyon ve özel transdüksiyon olmak üzere iki tür transdüksiyon vardır. temel fark genelleştirilmiş ve özel transdüksiyon arasında genelleştirilmiş transdüksiyon, yeni bakteriyofajlar serbest bırakıldığında bakteri hücresinin parçalandığı virülent bakteriyofajlar tarafından yapılırken özel transdüksiyon, bakteri hücresinin parçalanmadığı ılıman bakteriyofajlar tarafından yapılır ve viral DNA bakteriyel ile bütünleşir. DNA ve birkaç nesil boyunca bakteri içinde profaj aşamasında hayatta kalır.
Genelleştirilmiş İletim Nedir?
İki tür bakteriyofaj vardır: öldürücü ve ılıman. Virülent bakteriyofaj, konakçı bakteriyi öldürme yeteneğine sahiptir. Her zaman konakçı bakterilerin ölümüne neden olan litik yaşam döngüsüne girerler. Bir bakterinin virülent bir bakteriyofaj tarafından enfeksiyonu ve ikinci enfeksiyon sırasında bakteri DNA'sının başka bir bakteriye aktarılması genelleştirilmiş transdüksiyon olarak bilinir. Bu nedenle, genelleştirilmiş transdüksiyon, bakteriyofajın litik döngüsü sırasında virülent bir bakteriyofaj tarafından bir bakteriden diğerine bakteri DNA'sının transferi olarak tanımlanabilir. Bakteriyel DNA transferi, yeni fajlardaki genetik materyal paketleme hataları nedeniyle gerçekleşir. Yeni kopyalanmış viral DNA'nın yeni fajlara paketlenmesi, düşük sadakat gösterir. Bu nedenle, genetik materyal paketleme sırasında, bakteri DNA'sının küçük parçaları veya viral DNA ile rekombine bakteri DNA'sı yanlış fajlara dahil edilebilir. Viral kapsidin içine şans eseri bakteri DNA'sı yerleştirilirse, ikinci enfeksiyon bu DNA'yı başka bir bakteriye sokar. Böylece iki bakteri arasındaki transdüksiyon başarılı bir şekilde tamamlanır.
Enfeksiyondan sonra, öldürücü fajlar, kendi DNA'sını kopyalamak için bakteri hücre makinelerini kontrol etme yeteneğine sahiptir. Virüs ayrıca bakteri kromozomunu küçük parçalara ayırma yeteneğine sahip olur ve hücre ölümüne neden olan birleştirilmiş fajların salınması için bakteri hücre duvarının ani bozulmasına neden olur.
Genelleştirilmiş Aktarım Süreci
Genelleştirilmiş transdüksiyon, bakterilerin kısa bir süre içinde öldüğü hızlı bir süreçtir. Bakteriyofaj, bakteri DNA'sını parçalara ayırarak bakteri hücresini yok etme yeteneğine sahiptir. Genelleştirilmiş transdüksiyonun adımları aşağıdaki gibi özetlenebilir.
- Virülan (litik) bir bakteriyofaj bir bakteriyi enfekte eder.
- Faj genomu bakteri hücresine girer.
- Virüs, kendi DNA'sını ve diğer gerekli bileşenleri ve enzimleri yapmak için bakteriyel metabolik mekanizmaları yönetir.
- Bakteri DNA'sı küçük parçalara hidrolize olur.
- Yeni fajların içinde genetik malzeme paketleri. Ara sıra bakteriyel DNA parçaları yeni faj kapsidlerinde toplanır
- Bakteri hücresi yeni fajları parçalayıp serbest bırakır.
- Dönüştürülmüş faj başka bir bakteriyi enfekte ettiğinde, önceki bakteri DNA'sı yeni bir bakteriye dahil olur.
Şekil 01: Genelleştirilmiş transdüksiyon süreci
Özelleştirilmiş İletim Nedir?
Ilıman bakteriyofajlar lizojenik yaşam döngüleri gösterir. Bir bakteri DNA parçasının bir hata nedeniyle bir bakteriden başka bir bakteriye aktarıldığı özel transdüksiyon süreci ile ilgilenirler. Bu nedenle, özel transdüksiyon, donör bakteri DNA'sının ılıman bakteriyofajlar tarafından başka bir bakteriye aktarılması olarak tanımlanabilir. Ilıman fajlar bakterileri enfekte ettiğinde, viral DNA'yı bakteri kromozomuna entegre edebilir ve bakteri genomundan salıvermeden birkaç bakteri nesli boyunca profaj aşamasında kalabilirler. Bakteriyel genom replikasyonu sırasında viral DNA replikasyona tabi tutulur ve yeni bakteri hücrelerine girer ve hayatta kalır. Bununla birlikte, belirli faktörler tarafından profajlar uyarıldığında, viral DNA bakteri kromozomundan ayrılır. Bazen bu ayrılma sırasında, bakteri kromozomlarının parçaları ayrılır ve profaj DNA'sına bağlı kalır. İndüksiyon nedeniyle, fajlar daha sonra litik döngüye girer. Viral genom, ekli bakteri DNA'sı ile çoğalır ve yeni kapsidlerin içinde paketlenir ve yeni fajlar oluşturur. Yeni fajlar, bakteri hücresini lizis yoluyla serbest bırakır. Yeni bir faj başka bir bakteriyi enfekte ettiğinde, bakteri DNA'sı ona geçer.
Özelleştirilmiş İletim Süreci
Özelleştirilmiş transdüksiyonun adımları aşağıdaki gibi özetlenebilir.
- Ilıman bir bakteriyofaj bir bakteriyi enfekte eder.
- Viral DNA, bakteri kromozomuna entegre olur ve profaj aşaması olur
- Viral DNA birkaç nesil boyunca bakterilerin içinde kalır
- Spontane bir indüksiyonla viral DNA, bakteriyel kromozomal DNA'yı ayırır.
- Bakteriyel DNA parçaları, viral DNA ile bakteri kromozomundan ayrılır.
- Viral DNA, bakteriyel genlerle birlikte çoğalır ve yeni kapsidlerin içine paketlenir ve yeni fajlar oluşturur.
- Bakteri hücresi yeni fajları parçalayıp serbest bırakır.
- Yeni fajlar yeni bakterileri enfekte eder.
- Bakteri DNA'sı enfeksiyon sırasında yeni bakterilerle karışır.
Şekil 02: Lambda fajıyla gösterilen özel transdüksiyon
Genelleştirilmiş ve Özelleştirilmiş İletim arasındaki fark nedir?
Genelleştirilmiş ve Özelleştirilmiş Aktarım |
|
| Genelleştirilmiş transdüksiyon, öldürücü veya litik bakteriyofajlar tarafından yapılır. | Özelleştirilmiş transdüksiyon ılıman fajlar tarafından yapılır. |
| Yaşam Döngüsü | |
| Genelleştirilmiş transdüksiyon litik döngüden geçer | Özelleştirilmiş transdüksiyon lizojenik döngüye girer. |
| Bakterilerin Lizizi | |
| Bakteri hücresi hızla parçalanır. | Bakteri hücreleri hızla parçalanmazlar, ancak birkaç nesil boyunca hayatta kalırlar. |
| Genetik Malzemenin Paketlenmesi | |
| Verici bakteri DNA'sının bir kısmı, genelleştirilmiş transdüksiyonda viral kapsid içine alınır | Bakteriyel DNA'nın küçük parçaları, bakteri kromozomundan ayrılma sırasında viral DNA'ya bağlı kalır ve yeni kapsidlere paketlenir. |
| Viral DNA'nın Entegrasyonu | |
| Viral DNA, bakteri kromozomuna entegre değildir. | Bakteriyel ve viral DNA bütünleşir. |
| Bakteri DNA'sının Hidrolizi | |
| Bakteri DNA'sı virüs tarafından hidrolize olur. | Bakteriyel DNA hidrolize olmaz. |
| Prophage Üretimi | |
| Genelleştirilmiş transdüksiyon sırasında profaj oluşumu yoktur. | Profajlar özel transdüksiyon sırasında oluşur. |
Özet – Genelleştirilmiş ve Özelleştirilmiş Aktarım
Transdüksiyon, bakteri DNA'sının bir virüs tarafından bir bakteriden diğerine aktarılması işlemidir. Litik veya lizojenik döngüler yoluyla gerçekleşen doğal bir süreçtir. Virülent fajlar genelleştirilmiş transdüksiyon gösterir. Ilıman fajlar özel transdüksiyon gösterir. Genelleştirilmiş transdüksiyon sırasında virüs, bakteri hücresini yok eder. Özel transdüksiyonda, bir indüksiyon olmadıkça bakteri hücreleri hızla yok edilmez. Genelleştirilmiş ve özelleştirilmiş transdüksiyon arasındaki temel fark budur. Viral DNA, özel transdüksiyonda bakteri kromozomuna entegre olur ve genelleştirilmiş transdüksiyonda entegrasyon gerçekleşmez.
