Hlavný rozdiel - plazmid proti transpozónu

Plazmidy a transpozóny sú dva typy mobilných genetických prvkov, ktoré sa podieľajú na prenose genetického materiálu medzi genómami a chromozómami. Vkladacie sekvencie (IS) a epizómy sú ďalšími druhmi mobilných genetických prvkov. Plazmid je extrachromozomálna, replikujúca sa molekula DNA, ktorá sa prirodzene vyskytuje v baktériách, zatiaľ čo transpozón je sekvencia DNA, ktorá sa pohybuje v rôznych polohách v genóme. Plazmidy sú typicky dvojvláknové kruhové molekuly. Transpozóny sa nazývajú „skákajúce gény“, A môžu spôsobiť mutácie a zmenu v množstve DNA v genóme. The hlavný rozdiel medzi plazmidom a transpozónom je to tak plazmid prenáša genetický materiál medzi genómami, zatiaľ čo transpozón prenáša genetický materiál medzi chromozómy v rámci rovnakého genómu.

Pokryté kľúčové oblasti

1. Čo je to plazmid - Definícia, triedy, funkcie 2. Čo je to transpozón - Definícia, triedy, funkcie 3. Aké sú podobnosti medzi plazmidom a transpozónom - Prehľad bežných funkcií 4. Aký je rozdiel medzi plazmidom a transpozónom - Porovnanie kľúčových rozdielov

Kľúčové pojmy: Col plazmidy, konjugatívny plazmid, degradačné plazmidy, DNA transpozóny, F-plazmidy, skákajúce gény, mobilné genetické prvky, plazmid, rezistenčné plazmidy, retrotranspozóny, transpozáza, transpozón, virulenčné plazmidy

Čo je to plazmid

Plazmid označuje genetický prvok, ktorý sa replikuje nezávisle od chromozómov. Plazmidy sú dvojvláknové kruhové molekuly DNA, ktoré sa vyskytujú v cytoplazme baktérií, archea, kvasiniek a prvokov. Veľkosť plazmidu sa môže líšiť od 1 do 1 000 kbp. V rôznych typoch buniek je možné identifikovať jeden až tisíce rôznych typov plazmidov. Hlavnou funkciou plazmidov v prírode je zapojenie do konjugácie, čo je mechanizmus horizontálneho génového prenosu (HGT). HGT sa týka pohybu genetického materiálu medzi organizmami.

Napriek tomu, že plazmidy sú prítomné v baktériách, nie sú nevyhnutné na prežitie baktérií za normálnych podmienok. Obsahujú informácie potrebné pre odolnosť voči antibiotikám, odolnosť voči kovom, fixáciu dusíka a produkciu toxínov. Prirodzene sa vyskytujúce plazmidy môžu byť modifikované technikami in vitro, ako je napríklad transformácia kódu. Plazmidy sú typy vektorov, ktoré sa používajú ako nosiče na prenos genetickej informácie do druhej bunky. Plazmidový vektor je zobrazený na obrázku 1.

Obrázok 1: pBR322

Vlastnosti plazmidov

Klasifikácia plazmidov

Plazmidy je možné klasifikovať niekoľkými spôsobmi. Na základe mechanizmu konjugácie môžu byť plazmidy klasifikované ako konjugačné a nekonjugačné plazmidy. Konjugačné plazmidy pozostávajú zo sady prenosových (tra) génov kódovaných pre sex pili, ktoré podporujú konjugáciu (sexuálnu reprodukciu) baktérií. Transformácia plazmidov z jednej na druhú baktériu prebieha prostredníctvom sexuálnych pilierov. Nekonjugatívne plazmidy sa prenášajú pomocou konjugatívnych plazmidov. Bakteriálna konjugácia je znázornená na obrázku 2.

Obrázok 2: Konjugácia

Na základe ich funkcie je možné identifikovať aj päť tried plazmidov:

Čo je to transpozón

Transpozón sa týka chromozomálneho segmentu, ktorý môže byť translokovaný medzi chromozomálnou, plazmidovou alebo fágovou DNA. Transpozóny sú tiež známe ako transponovateľné prvky (TE). K transpozícii dochádza v neprítomnosti komplementárnej sekvencie v hostiteľskej DNA. Transpozóny spôsobujú mutácie v genóme. Počas transpozície môže byť veľkosť genómu buď zvýšená, alebo znížená. Pretože transpozóny môžu obsahovať gény, sú známe ako skákajúce gény.

Klasifikácia transpozónu

Dve triedy transpozónov sú retrotranspozóny a DNA transpozóny. Životný cyklus retrotranspozónu je znázornený na obrázku 3.

Obrázok 3: Cyklus Retrotranspozónu

Retrotranspozóny transponovať prostredníctvom medziproduktu RNA metódou „kopírovania a vkladania“; najskôr sa vytvorí kópia RNA segmentu DNA a potom sa reverzne transkribuje do segmentu DNA. Dlhé opakovania terminálu (LTR) a krátke terminály (STRs) sú dva typy retrotranspozónov. Väčšina retrotranspozónov sú LTR. Transpozón LTR má podobnú štruktúru a funkciu ako retrovírusy. Transpozón LTR je znázornený na obrázku 4.

Obrázok 4: Transpozón LTR

Transpozóny DNA transponovať metódou „vystrihnúť a vložiť“; transpozón je vyrezaný z jednej polohy genómu a vložený do inej polohy. Transpozáza je enzým zapojený do transpozície DNA. Bakteriálny transpozón DNA je znázornený na obrázku 5.

Obrázok 5: Bakteriálny transpozón DNA

Transpozóny DNA sú lemované dvoma koncovými invertovanými opakovaniami (TIR), ktoré sú rozpoznané transpozázou na excíziu. Po vložení sa DNA v cieľovom mieste duplikuje, čím sa vytvoria duplikácie cieľového miesta (TSD). Mechanizmus transpozície DNA je znázornený na obrázku 6.

Obrázok 6: Transpozícia DNA

V oboch triedach transpozónov môžu byť prítomné neautonómne prvky, ktoré nekódujú proteíny vyžadované mobilizáciou transpozónu. Preto sú tieto transpozóny svojou mobilitou pravdepodobne závislé od autonómnych transpozónov. Ako príklad možno uviesť miniatúrne transponovateľné prvky s obráteným opakovaním (ROZTOKY) sú krátke (80-500 bp) prvky podobné transpozónu DNA. Sú prítomné hlavne v eukaryotoch, najmä v rastlinných druhoch. Aj keď majú TIR a sú lemované TSD, roztočom MITE chýba gén kódujúci transpozázu. MIT sú teda pri svojej mobilizácii pravdepodobne závislé od autonómnych transpozónov DNA.

Podobnosti medzi plazmidom a transpozónom

Rozdiel medzi plazmidom a transpozónom

Definícia

Plazmid: Plazmid označuje genetický prvok, ktorý sa replikuje nezávisle od chromozómov.

Transpozícia: Transpozón sa týka chromozomálneho segmentu, ktorý môže byť translokovaný medzi chromozomálnou, plazmidovou alebo fágovou DNA.

Význam

Plazmid: Plazmid je extrachromozomálna, replikujúca sa molekula DNA, prirodzene sa vyskytujúca v baktériách.

Transpozícia: Transpozón je sekvencia DNA, ktorá sa pohybuje v rôznych polohách v genóme.

Výskyt

Plazmid: Plazmidy sa prirodzene vyskytujú v baktériách a niektorých eukaryotických bunkách.

Transpozícia: Transpozóny sa vyskytujú v baktériách a všetkých eukaryotických bunkách.

Triedy

Plazmid: Plazmidy F, plazmidy rezistencie, plazmidy col, degradačný plazmid a virulenčné plazmidy sú päť tried plazmidov.

Transpozícia: Retrotranspozóny a DNA transpozóny sú dve triedy transpozónov.

Samoreprodukcia

Plazmid: Plazmidy sa vo vnútri bunky replikujú samy.

Transpozícia: Transpozóny nie sú samoreplikujúce sa segmenty DNA.

Charakteristické vlastnosti

Plazmid: Plazmidy pozostávajú z počiatku replikácie, promótora, génov rezistencie na antibiotiká a viacerých klonovacích miest.

Transpozícia: Transpozóny pozostávajú z kódujúcej oblasti pre transpozázu, transponovateľných génov a terminálnych repetícií.

Vektory

Plazmid: Plazmidy sa používajú ako vektory na produkciu rekombinantnej DNA.

Transpozícia: Transpozóny sa používajú ako vektory na vloženie niekoľkých báz v inzerčnej mutagenéze.

Zmeny genómu

Plazmid: Plazmidy je možné použiť na vloženie nových génov do genómu iného organizmu.

Transpozícia: Transpozóny sú mutagény, ktoré niekedy spôsobujú genetické choroby.

Záver

Plazmidy a transpozóny sú dva typy mobilných genetických prvkov, ktoré prenášajú segmenty DNA. Plazmidy aj transpozón sa v bunkách prirodzene vyskytujú. Plazmidy sú samoreplikujúce sa kruhové molekuly DNA, ktoré sa nachádzajú hlavne v baktériách. Môžu byť použité na prenos génov medzi genómami. Transpozóny sú segmenty DNA, ktoré sa pohybujú okolo rôznych polôh v genóme. Hlavným rozdielom medzi plazmidom a transpozónom je ich úloha; plazmid prenáša genetický materiál medzi genómami, zatiaľ čo transpozón prenáša genetický materiál medzi chromozómy v rámci rovnakého genómu.

Referencia:

1. „Plazmidy.“ Bezhraničná mikrobiológia, k dispozícii tu.2. Muñoz-López, Martín a José L. García-Pérez. "Transpozóny DNA: príroda a aplikácie v genomike." Current Genomics, Bentham Science Publishers Ltd., apríl 2010, dostupné tu.

Obrázok so súhlasom:

1. „PBR322“ od Ayacop (+ Yikrazuul) - vlastná práca (verejná doména) prostredníctvom Commons Wikimedia2. „Konjugácia“ od adenozínu-vlastná práca (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia3. „Retrotranspozóny“ od Mariuswaltera-vlastná práca (CC BY-SA 4.0) prostredníctvom Commons Wikimedia4. „Kompozitný transpozón“ od Jaceka FH-vyrobený na základe obrázku: Composite transposon.jpg (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia5. „Transpozícia DNA“ od Mariuswaltera-vlastná práca (CC BY-SA 4.0) prostredníctvom Commons Wikimedia