Dallimi kryesor – Transduksion i përgjithësuar dhe i specializuar
Transduksioni është një mekanizëm i cili transferon ADN-në nga një bakter në një bakter tjetër nga një bakterofag. Bakteriofagu është një virus që infekton dhe riprodhohet brenda një bakteri. Ai është i aftë të ngjitet në murin qelizor bakterial dhe të injektojë ADN-në e tij tek bakteri. Brenda bakterit, ADN-ja virale replikohet dhe krijon komponentët dhe enzimat e nevojshme për të krijuar shumë bakteriofagë të rinj. Gjatë këtij procesi, ADN-ja bakteriale degradohet në copa dhe integrohet me gjenomën virale ose ADN-ja virale integrohet drejtpërdrejt me ADN-në bakteriale. Bakteriofagët e rinj mbajnë ADN-në bakteriale brenda tyre. Kur këta bakteriofagë infektojnë një bakter tjetër, ndodh përzierja e ADN-së bakteriale. Transduksioni mund të ndodhë ose me cikël litik ose me cikël lizogjenik bazuar në llojin e bakteriofagut. Prandaj, ekzistojnë dy lloje të transduksionit, përkatësisht transduksioni i përgjithësuar dhe transduksioni i specializuar. Dallimi kryesor midis transduksionit të përgjithësuar dhe atij të specializuar është se transduksioni i përgjithësuar bëhet nga bakteriofagë virulentë në të cilët qeliza bakteriale lizohet kur lëshohen bakteriofagë të rinj ndërsa transduksioni i specializuar bëhet nga bakteriofagë të butë në të cilët qeliza bakteriale nuk lizohet, dhe ADN-ja virale integrohet me bakteriale. ADN dhe mbijeton në fazën e profagut brenda baktereve për disa breza.
Çfarë është transduksioni i përgjithësuar?
Ka dy lloje të bakterofagëve: virulent dhe të butë. Bakteriofagu virulent është i aftë të vrasë bakterin pritës. Ata gjithmonë i nënshtrohen ciklit jetësor litik që shkakton vdekjen e baktereve strehuese. Infeksioni i një bakteri nga një bakteriofag virulent dhe transferimi i ADN-së bakteriale në një bakter tjetër gjatë infeksionit të dytë njihet si transduksion i gjeneralizuar. Prandaj, transduksioni i përgjithësuar mund të përkufizohet si transferimi i ADN-së bakteriale nga një bakter në një bakter tjetër nga një bakteriofag virulent gjatë ciklit litik të bakteriofagut. Transferimi i ADN-së bakteriale ndodh për shkak të gabimeve të paketimit të materialit gjenetik në fagët e rinj. Paketimi i ADN-së virale të riprodhuar rishtazi në fagë të rinj tregon besnikëri të ulët. Prandaj, gjatë paketimit të materialit gjenetik, pjesë të vogla të ADN-së bakteriale ose ADN-së bakteriale të rikombinuar me ADN-në virale mund të përfshihen gabimisht në fagë. Nëse ADN-ja bakteriale futet rastësisht brenda kapsidës virale, infeksioni i dytë e fut këtë ADN në një bakter tjetër. Kështu, transduksioni përfundon me sukses ndërmjet dy baktereve.
Pas infeksionit, fagët virulentë janë në gjendje të kontrollojnë makinerinë e qelizave bakteriale për të replikuar ADN-në e tyre. Virusi gjithashtu bëhet i aftë të degradojë kromozomin bakterial në copa të vogla dhe shkakton ndërprerje të papritur të murit qelizor bakterial për lirimin e fagëve të grumbulluar duke shkaktuar vdekjen e qelizave.
Procesi i Përgjithësuar i Transduksionit
Transduksioni i gjeneralizuar është një proces i shpejtë në të cilin bakteret vdesin brenda një periudhe të shkurtër kohe. Bakteriofagu është i aftë të thyejë ADN-në bakteriale në copa, duke shkatërruar qelizën bakteriale. Hapat e transduksionit të përgjithësuar mund të përmblidhen si më poshtë.
- Një bakteriofag virulent (litik) infekton një bakter.
- Genomi i fagut hyn në qelizën bakteriale.
- Virusi drejton mekanizmat metabolikë të baktereve për të krijuar ADN-në e tij dhe përbërësit dhe enzimat e tjera të nevojshme.
- ADN bakteriale hidrolizohet në copa të vogla.
- Materiali gjenetik grumbullohet brenda fagëve të rinj. Herë pas here fragmentet e ADN-së bakteriale paketohen në kapside të reja fag
- Qelizat bakteriale lizojnë dhe çlirojnë fagët e rinj.
- Kur fagu i transduktuar infekton një bakter tjetër, ADN-ja e mëparshme bakteriale inkorporohet në një të re.
Figura 01: Procesi i përgjithësuar i transduksionit
Çfarë është Transduksioni i Specializuar?
Bakteriofagët e butë tregojnë cikle jetësore lizogjene. Ata janë të përfshirë në një proces të specializuar transduksioni, në të cilin një fragment i ADN-së bakteriale transferohet nga një bakter në një bakter tjetër për shkak të një gabimi. Prandaj, transduksioni i specializuar mund të përkufizohet si transferimi i ADN-së bakteriale të donatorëve në një bakter tjetër nga bakteriofagët e butë. Kur fagët e butë infektojnë bakteret, ata janë në gjendje të integrojnë ADN-në virale në kromozomin bakterial dhe të mbeten në fazën e profagut për disa gjenerata bakteriale pa e çliruar atë nga gjenomi bakterial. Gjatë replikimit të gjenomit bakterial, ADN-ja virale i nënshtrohet replikimit dhe hyn në qelizat e reja bakteriale dhe mbijeton. Megjithatë, kur profagët induktohen nga disa faktorë, ADN-ja virale shkëputet nga kromozomi bakterial. Ndonjëherë gjatë kësaj shkëputjeje, fragmente të kromozomeve bakteriale shkëputen dhe mbeten të lidhura me ADN-në profage. Për shkak të induksionit, fagët i nënshtrohen ciklit litik më pas. Gjenomi viral replikohet me ADN-në bakteriale të bashkangjitur dhe paketohet brenda kapsideve të reja dhe krijon fagë të rinj. Fagët e rinj çlirojnë qelizën bakteriale me anë të lizës. Kur një fag i ri infekton një bakter tjetër, ADN-ja bakteriale transferohet tek ai.
Procesi i specializuar i transduksionit
Hapat e transduksionit të specializuar mund të përmblidhen si më poshtë.
- Një bakterofag i butë infekton një bakter.
- ADN-ja virale integrohet në kromozomin bakterial dhe bëhet faza e profagut
- ADN virale mbetet brenda baktereve për disa breza
- Me një induksion spontan, ADN-ja virale shkëput ADN-në kromozomale bakteriale.
- Fragmente të ADN-së bakteriale shkëputen nga kromozomi bakterial me ADN virale.
- ADN-ja virale replikohet së bashku me gjenet bakteriale dhe paketohet brenda kapsideve të reja dhe krijon fagë të rinj.
- Qelizat bakteriale lizojnë dhe çlirojnë fagët e rinj.
- Fagët e rinj infektojnë baktere të reja.
- ADN bakteriale përzihet me baktere të reja gjatë infeksionit.
Figura 02: Transduksioni i specializuar i treguar nga fagu lambda
Cili është ndryshimi midis Transduksionit të Përgjithshëm dhe të Specializuar?
Transduksion i përgjithësuar vs i specializuar |
|
| Transduksioni i gjeneralizuar bëhet nga bakteriofagë virulentë ose litikë. | Transduksioni i specializuar bëhet nga fagët e butë. |
| cikli jetësor | |
| Transduksioni i gjeneralizuar i nënshtrohet ciklit litik | Transduksioni i specializuar i nënshtrohet ciklit lizogjenik. |
| Liza e baktereve | |
| Qelizat bakteriale lizohen shpejt. | Qelizat bakteriale nuk lizohen shpejt, por mbijetojnë për disa breza. |
| Paketimi i materialit gjenetik | |
| Një pjesë e ADN-së bakteriale dhuruese është e mbyllur brenda kapsidës virale në transduksion të përgjithësuar | Pjesë të vogla të ADN-së bakteriale mbeten të lidhura me ADN-në virale gjatë shkëputjes nga kromozomi bakterial dhe paketohen në kapside të reja. |
| Integrimi i ADN-së virale | |
| ADN-ja virale nuk është e integruar në kromozomin bakterial. | Integrohet ADN-ja bakteriale dhe virale. |
| Hidroliza e ADN-së bakteriale | |
| ADN bakteriale hidrolizohet në copa nga virusi. | ADN bakteriale nuk hidrolizohet. |
| Prodhimi i profagut | |
| Nuk ka formim profagji gjatë transduksionit të përgjithësuar. | Profagët formohen gjatë transduksionit të specializuar. |
Përmbledhje – Transduksion i përgjithësuar vs i specializuar
Transduksioni është procesi i transferimit të ADN-së bakteriale nga një bakter në tjetrin nga një virus. Është një proces natyror që ndodh përmes cikleve litike ose lizogjenike. Fagët virulentë tregojnë transduksion të gjeneralizuar. Fagët e butë tregojnë transduksion të specializuar. Gjatë transduksionit të gjeneralizuar, virusi shkatërron qelizën bakteriale. Në transduksionin e specializuar, qelizat bakteriale nuk shkatërrohen shpejt nëse nuk ka një induksion. Ky është ndryshimi kryesor midis transduksionit të përgjithësuar dhe atij të specializuar. ADN-ja virale integrohet në kromozomin bakterial në transduksion të specializuar dhe integrimi nuk ndodh në transduksionin e përgjithësuar.
