Kluczowa różnica – transfekcja a transdukcja
W biotechnologii i inżynierii genetycznej obce geny są wprowadzane do genomów organizmów w celu poprawy właściwości organizmów. Dostępne są fizyczne, chemiczne i biologiczne metody wprowadzania obcego DNA do komórek gospodarza. Transfekcja i transdukcja to dwa rodzaje metod przenoszenia genów stosowane w biologii molekularnej. Kluczowa różnica między transfekcją a transdukcją polega na tym, że transfekcja jest niewirusową techniką przenoszenia genów, która wykorzystuje metody chemiczne i fizyczne, podczas gdy transdukcja jest systemem przenoszenia genów opartym na wirusie. Transfekcję ułatwia nośnik chemiczny lub niechemiczny, podczas gdy transdukcję przeprowadza cząsteczka wirusa.
Co to jest transfekcja?
Transfekcja to metoda przenoszenia genów, która wykorzystuje niewirusowe wektory do wprowadzania genów. Transfekcję można przeprowadzić przy użyciu nośników chemicznych, takich jak fosforan wapnia, polimery kationowe, liposomy lub przy użyciu metod niechemicznych, takich jak elektroporacja, bombardowanie mikropociskami itp. Podstawą transfekcji jest zwiększenie przepuszczalności błon komórkowych, aby umożliwić wejście obcego DNA wewnątrz komórek. Odbywa się to poprzez otwarcie przejściowych porów znajdujących się w błonie komórkowej.
Liposomy to małe pęcherzyki z błoną wykonaną z cząsteczek fosfolipidów podobnych do błony komórkowej. Dzięki swojemu składowi można je łatwo łączyć z błonami komórkowymi. Liposomy służą do dostarczania obcego DNA do komórek ze względu na łatwość łączenia się z błonami komórkowymi. Bombardowanie mikropociskami to kolejna metoda transfekcji, która polega na dostarczeniu do komórek cząstek złota lub wolframu o dużej prędkości, pokrytych obcym DNA. Elektroporacja wykorzystuje pole elektryczne do otwierania przejściowych porów i zwiększa przepuszczalność błony komórkowej do wychwytywania obcego DNA. Nanocząsteczki fosforanu wapnia są również wykorzystywane w transfekcji w celu dostarczenia obcego DNA do komórek eukariotycznych.
Rysunek 01: Transfekcja
Co to jest transdukcja?
Wirusy to wewnątrzkomórkowe pasożyty, które mają naturalną zdolność do wprowadzania swojego materiału genetycznego do komórek żywiciela bez żadnego wsparcia przez infekcję. Podejścia biotechnologiczne zbadały tę zdolność do przenoszenia obcego DNA z określonymi genami do organizmów gospodarza. Ten proces nazywa się transdukcją. Dlatego transdukcję można zdefiniować jako technikę, która wykorzystuje wirusa lub wektor wirusowy do wprowadzania obcego DNA do komórek gospodarza. Wśród tych wirusów w transdukcji popularne są bakteriofagi. Bakteriofagi to grupa wirusów, które infekują bakterie. Są w stanie zmobilizować materiał genetyczny bakterii z jednej bakterii do innej poprzez infekcję. T4 i Phage lambda są popularne w technikach przenoszenia genów.
Transdukcja jest powszechnym sposobem transferu materiału genetycznego wśród bakterii. Występuje poprzez cykle lityczne lub lizogenne. W cyklu litycznym komórki bakteryjne rozrywają i uwalniają na zewnątrz nowe fagi ze zintegrowanymi genomami. W cyklu lizogennym materiał genetyczny fagów integruje się z chromosomami bakteryjnymi i pozostaje uśpiony przez kilka pokoleń.
Rysunek 02: Uogólniona transdukcja
Jaka jest różnica między transfekcją a transdukcją?
Transfekcja a transdukcja |
|
| Transfekcja to narzędzie do przenoszenia genów, które wykorzystuje chemiczne lub niechemiczne nośniki w komórkach eukariotycznych. | Transdukcja to narzędzie do przenoszenia genów, które wykorzystuje wirusa lub wektor wirusowy powszechnie wśród bakterii. |
| Zleceniodawca | |
| Odbywa się to poprzez otwarcie przejściowych porów w błonach komórkowych. | Wirus infekuje komórkę gospodarza i wstawia jej materiał genetyczny oraz zrekombinowany fragment DNA do genomu bakterii. |
| Charakter metody | |
| Transfekcję można przeprowadzić przy użyciu metod chemicznych i fizycznych. | Transdukcja to biologiczna metoda transferu genów. |
| Różne typy | |
| Transfekcja liposomów, elektroporacja, bombardowanie mikropociskami to przykłady procesów transfekcji. | Uogólnione i wyspecjalizowane to dwa rodzaje metod transdukcji. |
Podsumowanie – Transfekcja a transdukcja
Transfekcja i transdukcja to powszechne narzędzia stosowane w biotechnologii do wprowadzania obcych genów do komórek gospodarza. Transfekcję przeprowadza się przy użyciu systemów niewirusowych, takich jak nośniki chemiczne i niechemiczne. Transdukcja to narzędzie, które wprowadza obce geny lub DNA do komórek gospodarza za pomocą systemów opartych na wirusach. Podczas transfekcji DNA jest celowo wprowadzane do komórek gospodarza, podczas gdy transdukcja jest naturalnie przeprowadzana przez wirusy. Na tym polega różnica między transfekcją a transdukcją. Oba procesy są ważne w terapii genowej.
