Diferença entre transdução generalizada e especializada

Diferença chave - Transdução generalizada vs especializada
 

A transdução é um mecanismo que transfere o DNA de uma bactéria para outra por um bacteriófago. O bacteriófago é um vírus que infecta e se replica dentro de uma bactéria. É capaz de se fixar na parede celular bacteriana e injetar seu DNA na bactéria. Dentro da bactéria, o DNA viral se replica e cria componentes e enzimas necessários para produzir novos bacteriófagos. Durante esse processo, o DNA bacteriano se degrada em pedaços e se integra ao genoma viral ou, o DNA viral se integra diretamente ao DNA bacteriano. Novos bacteriófagos carregam o DNA bacteriano dentro deles. Quando esses bacteriófagos infectam outras bactérias, ocorre a mistura do DNA bacteriano. A transdução pode ocorrer por ciclo lítico ou lisogênico, com base no tipo de bacteriófago. Portanto, existem dois tipos de transdução: transdução generalizada e transdução especializada. A principal diferença entre transdução generalizada e especializada é que a transdução generalizada é feita por bacteriófagos virulentos nos quais a célula bacteriana é lisada quando novos bacteriófagos são liberados enquanto a transdução especializada é feita por bacteriófagos temperados, nos quais as células bacterianas não são lisadas, e o DNA viral se integra ao DNA bacteriano e sobrevive no estágio de profago dentro da bactéria por várias gerações..

CONTEÚDO
1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é Transdução Generalizada
3. O que é Transdução Especializada
4. Comparação Lado a Lado - Transdução Generalizada vs Especializada
5. Resumo

O que é Transdução Generalizada?

Existem dois tipos de bacteriófagos: virulentos e temperados. O bacteriófago virulento é capaz de matar a bactéria hospedeira. Eles sempre sofrem ciclo de vida lítico, o que causa a morte de bactérias hospedeiras. A infecção de uma bactéria por um bacteriófago virulento e a transferência de DNA bacteriano para outra bactéria durante a segunda infecção é conhecida como transdução generalizada. Assim, a transdução generalizada pode ser definida como a transferência de DNA bacteriano de uma bactéria para outra bactéria por um bacteriófago virulento durante o ciclo lítico do bacteriófago. A transferência de DNA bacteriano ocorre devido a erros na embalagem do material genético nos novos fagos. A embalagem do DNA viral recém-replicado em novos fagos mostra baixa fidelidade. Portanto, durante a embalagem do material genético, pequenos pedaços de DNA bacteriano ou DNA bacteriano recombinante com DNA viral podem ser incluídos nos fagos incorretamente. Se o DNA bacteriano é inserido dentro do capsídeo viral por acaso, a segunda infecção introduz esse DNA em outra bactéria. Portanto, a transdução é concluída entre duas bactérias com sucesso.

Após a infecção, os fagos virulentos são capazes de controlar a maquinaria celular bacteriana para replicar seu próprio DNA. O vírus também se torna capaz de degradar o cromossomo bacteriano em pequenos pedaços e causa a interrupção repentina da parede celular bacteriana para a liberação de fagos reunidos causando morte celular.

Processo de Transdução Generalizada

A transdução generalizada é um processo rápido no qual as bactérias morrem dentro de um curto período de tempo. O bacteriófago é capaz de quebrar o DNA bacteriano em pedaços, destruindo a célula bacteriana. As etapas da transdução generalizada podem ser resumidas da seguinte forma.

1. Um bacteriófago virulento (lítico) infecta uma bactéria.
2. O genoma do fago entra na célula bacteriana.
3. O vírus governa os mecanismos metabólicos bacterianos para produzir seu próprio DNA e outros componentes e enzimas necessários.
4. O DNA bacteriano hidrolisa em pequenos pedaços.
5. Embalagens de material genético dentro dos novos fagos. Ocasionalmente, fragmentos de DNA bacteriano são embalados em novos capsídeos fágicos
6. Células bacterianas lisam e liberam os novos fagos.
7. Quando o fago transduzido infecta outra bactéria, o DNA bacteriano anterior se incorpora a um novo.

Figura 01: Processo de transdução generalizada

O que é Transdução Especializada?

Bacteriófagos temperados mostram ciclos de vida lisogênicos. Eles estão envolvidos no processo de transdução especializado, no qual um fragmento de DNA bacteriano é transferido de uma bactéria para outra devido a um erro. Portanto, a transdução especializada pode ser definida como a transferência do DNA bacteriano do doador para outra bactéria pelos bacteriófagos temperados. Quando fagos temperados infectam bactérias, eles são capazes de integrar o DNA viral no cromossomo bacteriano e permanecem no estágio de profago por várias gerações bacterianas sem liberá-lo do genoma bacteriano. Durante a replicação do genoma bacteriano, o DNA viral está sujeito à replicação e entra em novas células bacterianas e sobrevive. No entanto, quando os profagos são induzidos por certos fatores, o DNA viral se desprende do cromossomo bacteriano. Às vezes, durante esse desapego, fragmentos de cromossomos bacterianos se desprendem e permanecem ligados ao DNA do profago. Devido à indução, os fagos sofrem ciclo lítico posteriormente. O genoma viral se replica com o DNA bacteriano anexado e é embalado dentro de novos capsídeos e produz novos fagos. Novos fagos liberam a célula bacteriana por lise. Quando um novo fago infecta outra bactéria, o DNA bacteriano é transferido para ele.

Processo de Transdução Especializado

As etapas da transdução especializada podem ser resumidas da seguinte forma.

1. Um bacteriófago temperado infecta uma bactéria.
2. O DNA viral integra-se no cromossomo bacteriano e se torna o estágio do profago
3. O DNA viral permanece dentro das bactérias por várias gerações
4. Após uma indução espontânea, o DNA viral destaca o DNA cromossômico bacteriano.
5. Fragmentos de DNA bacteriano se desprendem do cromossomo bacteriano com DNA viral.
6. O DNA viral se replica com genes bacterianos e se embrulha dentro de novos capsídeos e produz novos fagos.
7. Células bacterianas lisam e liberam os novos fagos.
8. Novos fagos infectam novas bactérias.
9. DNA bacteriano se mistura com novas bactérias durante a infecção.

   

   Figura 02: Transdução especializada mostrada por fago lambda

Qual é a diferença entre Transdução Generalizada e Especializada?

Transdução Generalizada vs Especializada
A transdução generalizada é realizada por bacteriófagos virulentos ou líticos.	A transdução especializada é realizada por fagos temperados.
Ciclo da vida
Transdução generalizada sofre ciclo lítico	Transdução especializada passa por ciclo lisogênico.
Lise de bactérias
Células bacterianas lisos rapidamente.	As células bacterianas não são lisadas rapidamente, mas sobrevivem por várias gerações.
Embalagem de material genético
Uma porção do DNA bacteriano do doador é encerrada no capsídeo viral na transdução generalizada	Pequenas partes do DNA bacteriano permanecem ligadas ao DNA viral durante o descolamento do cromossomo bacteriano e são empacotadas em novos capsídeos.
Integração do DNA Viral
O DNA viral não está integrado no cromossomo bacteriano.	DNA bacteriano e viral integra-se.
Hidrólise do DNA bacteriano
O DNA bacteriano hidrolisa em pedaços pelo vírus.	O DNA bacteriano não é hidrolisado.
Produção de Profago
Não há formação de profago durante a transdução generalizada.	As profágias são formadas durante a transdução especializada.

Resumo - Transdução Generalizada vs Especializada

Transdução é o processo de transferência de DNA bacteriano de uma bactéria para outra por um vírus. É um processo natural que ocorre através de ciclos líticos ou lisogênicos. Os fagos virulentos mostram transdução generalizada. Fagos temperados mostram transdução especializada. Durante a transdução generalizada, o vírus destrói a célula bacteriana. Na transdução especializada, as células bacterianas não são destruídas rapidamente, a menos que haja uma indução. Esta é a principal diferença entre transdução generalizada e especializada. O DNA viral se integra ao cromossomo bacteriano na transdução especializada e a integração não ocorre na transdução generalizada.

Referência:
1. sem limites. "Transdução bacteriana - livro aberto sem limites". Sem limites. Sem limites, 8 de agosto de 2016. Web. 26 Abr. 2017
2. "Transdução - Transdução Generalizada". Artigos cromossômicos, genéticos, virais e de DNA - JRank. N.p., n.d. Rede. 26 Abr. 2017
"Transdução (procariontes)." Nature News. Nature Publishing Group, n.d. Rede. 26 Abr. 2017

Cortesia da imagem:
1. “Ciclo Lytic” por xxoverflowed (CC BY 2.0) via Flickr
2. “Lambda Phage” Por Tinastella - Obra própria (Domínio Público) via Commons Wikimedia