Διαφορά μεταξύ πλασμιδίου και τρανσποζονίου

Κύρια διαφορά – Plasmid vs Transposon

Τα πλασμίδια και τα τρανσποζόνια είναι δύο τύποι κινητών γενετικών στοιχείων, τα οποία εμπλέκονται στη μεταφορά γενετικού υλικού μεταξύ γονιδιωμάτων και χρωμοσωμάτων αντίστοιχα. Οι αλληλουχίες εισαγωγής (IS) και τα επισώματα είναι οι άλλοι τύποι κινητών γενετικών στοιχείων. Ένα πλασμίδιο είναι ένα εξωχρωμοσωμικό, αυτοαναπαραγόμενο μόριο DNA που εμφανίζεται φυσικά στα βακτήρια, ενώ το τρανσποζόνιο είναι μια αλληλουχία DNA που κινείται γύρω από διαφορετικές θέσεις μέσα σε ένα γονιδίωμα. Τα πλασμίδια είναι τυπικά δίκλωνα, κυκλικά μόρια. Τα τρανσποζόνια ονομάζονται «γονίδια άλματος». », και μπορούν να προκαλέσουν μεταλλάξεις και αλλαγές στην ποσότητα του DNA στο γονιδίωμα. Η κύρια διαφορά μεταξύ πλασμιδίου και τρανσποζονίου είναι αυτό το πλασμίδιο μεταφέρει γενετικό υλικό μεταξύ γονιδιωμάτων ενώ το τρανσποζόνιο μεταφέρει γενετικό υλικό μεταξύ χρωμοσωμάτων εντός του ίδιου γονιδιώματος .

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το πλασμίδιο
     – Ορισμός, Τάξεις, Χαρακτηριστικά
2. Τι είναι το Transposon
     – Ορισμός, Τάξεις, Χαρακτηριστικά
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του πλασμιδίου και του τρανσποζονίου
     – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του πλασμιδίου και του τρανσποζονίου
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Πλασμίδια Col, συζευγμένο πλασμίδιο, αποικοδομητικά πλασμίδια, τρανσποζόνια DNA, πλασμίδια F, γονίδια άλματος, κινητά γενετικά στοιχεία, πλασμίδιο, πλασμίδια αντίστασης, ρετροτρανσποζόνια, τρανσποζάση, τρανσποζόνιο, πλασμίδια λοιμογόνου δράσης

Τι είναι ένα πλασμίδιο

Το πλασμίδιο αναφέρεται σε ένα γενετικό στοιχείο που αναπαράγεται ανεξάρτητα από τα χρωμοσώματα. Τα πλασμίδια είναι δίκλωνα, κυκλικά μόρια DNA, που απαντώνται στο κυτταρόπλασμα των βακτηρίων, των αρχαίων, των ζυμομυκήτων και των πρωτόζωων. Το μέγεθος ενός πλασμιδίου μπορεί να κυμαίνεται από 1 – 1.000 kbp. Ένας έως χιλιάδες διαφορετικοί τύποι πλασμιδίου μπορούν να αναγνωριστούν σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Η κύρια λειτουργία των πλασμιδίων στη φύση είναι να συμμετέχουν στη σύζευξη, η οποία είναι ένας μηχανισμός οριζόντιας μεταφοράς γονιδίων (HGT). Το HGT αναφέρεται στη μετακίνηση γενετικού υλικού μεταξύ των οργανισμών.

Αν και τα πλασμίδια υπάρχουν στα βακτήρια, δεν είναι απαραίτητα για την επιβίωση των βακτηρίων υπό κανονικές συνθήκες. Περιέχουν πληροφορίες απαραίτητες για αντοχή στα αντιβιοτικά, αντοχή μετάλλων, δέσμευση αζώτου και παραγωγή τοξινών. Τα φυσικά πλασμίδια μπορούν να τροποποιηθούν με in vitro τεχνικές όπως ο μετασχηματισμός κώδικα. Τα πλασμίδια είναι τύποι φορέων που χρησιμοποιούνται ως φορείς για τη μεταφορά γενετικών πληροφοριών σε ένα δεύτερο κύτταρο. Ένας πλασμιδιακός φορέας φαίνεται στο σχήμα 1 .

Εικόνα 1:pBR322

Χαρακτηριστικά των πλασμιδίων

• Μπορεί να αυτοαναπαραχθεί μέσα σε ένα κελί
• Μπορεί να απομονωθεί εύκολα από κελιά
• Έχετε μια μοναδική τοποθεσία περιορισμού για ένα ή περισσότερα περιοριστικά ένζυμα
• Η εισαγωγή ενός ξένου κομματιού DNA ενδέχεται να μην αλλάξει τις ιδιότητες αντιγραφής του
• Μπορεί να επανεισαχθεί διαδοχικά σε νέα κύτταρα και να επιλεγούν οι μετασχηματιστές
• Μην εμφανίζονται ελεύθερα στη φύση

Ταξινόμηση πλασμιδίων

Τα πλασμίδια μπορούν να ταξινομηθούν με διάφορους τρόπους. Με βάση τον μηχανισμό της σύζευξης, τα πλασμίδια μπορούν να ταξινομηθούν ως συζευκτικά και μη συζευγμένα πλασμίδια. Συζευγμένα πλασμίδια αποτελούνται από ένα σύνολο μεταφοράς (tra ) γονίδια, κωδικοποιημένα για το σεξ, προάγοντας τη σύζευξη (σεξουαλική αναπαραγωγή) βακτηρίων. Ο μετασχηματισμός των πλασμιδίων από το ένα σε ένα άλλο βακτήριο λαμβάνει χώρα μέσω των σεξουαλικών παλλών. Τα μη συζευγμένα πλασμίδια μεταφέρονται με τη βοήθεια συζευκτικών πλασμιδίων. Η βακτηριακή σύζευξη φαίνεται στην εικόνα 2.

Εικόνα 2:Σύζευξη

Πέντε κατηγορίες πλασμιδίων μπορούν επίσης να αναγνωριστούν με βάση τη λειτουργία τους:

• F-πλασμίδια – Τα πλασμίδια F περιέχουν tra. Έτσι, είναι ικανά να εκφράζουν σεξουαλικές πίλες κατά τη σύζευξη.
• Πλασμίδια αντίστασης – Τα πλασμίδια ανθεκτικότητας περιέχουν γονίδια που παρέχουν αντοχή σε αντιβιοτικά ή δηλητήρια. Ήταν ιστορικά γνωστοί ως παράγοντες R πριν γίνει κατανοητή η φύση των πλασμιδίων.
• πλασμίδια Col – Τα πλασμίδια Col περιέχουν γονίδια που κωδικοποιούν τις βακτηριοσίνες, πρωτεΐνες που μπορούν να σκοτώσουν άλλα βακτήρια.
• αποικοδομητικά πλασμίδια – Τα αποικοδομητικά πλασμίδια επιτρέπουν την πέψη ασυνήθιστων ουσιών όπως το τολουόλιο και το σαλικυλικό οξύ.
• πλασμίδια λοιμογόνου δράσης – Τα μολυσματικά πλασμίδια μετατρέπουν το βακτήριο σε παθογόνο.

Τι είναι ένα Transposon

Το τρανσποζόνιο αναφέρεται σε ένα χρωμοσωμικό τμήμα που μπορεί να μετατοπιστεί μεταξύ DNA χρωμοσώματος, πλασμιδίου ή φάγου. Τα τρανσποζόνια είναι επίσης γνωστά ως μεταθέσιμα στοιχεία (TE) . Η μεταφορά λαμβάνει χώρα απουσία συμπληρωματικής αλληλουχίας στο DNA του ξενιστή. Τα τρανσποζόνια προκαλούν μεταλλάξεις στο γονιδίωμα. Κατά τη μεταφορά, το μέγεθος του γονιδιώματος μπορεί είτε να αυξηθεί είτε να μειωθεί. Καθώς τα τρανσποζόνια μπορεί να περιέχουν γονίδια, είναι γνωστά ως γονίδια άλματος.

Ταξινόμηση του τρανσποζονίου

Οι δύο κατηγορίες τρανσποζονίων είναι τα ρετροτρανσποζόνια και τα τρανσποζόνια DNA. Ο κύκλος ζωής ενός ρετροτρανσποζονίου φαίνεται στο σχήμα 3.

Εικόνα 3:Κύκλος ρετροτρανσποζονίων

Ρετρομεταθέσεις μεταφορά μέσω ενός ενδιάμεσου RNA χρησιμοποιώντας μια μέθοδο «αντιγραφή και επικόλληση»· ένα αντίγραφο RNA ενός τμήματος DNA δημιουργείται αρχικά και στη συνέχεια μεταγράφεται αντίστροφα σε ένα τμήμα DNA. Μεγάλες επαναλήψεις τερματικού (LTRs ) και σύντομες επαναλήψεις τερματικού (STRs ) είναι οι δύο τύποι ρετροτρανσποζονίων. Τα περισσότερα ρετροτρανσποζόνια είναι LTRs. Το τρανσποζόνιο LTR παρουσιάζει παρόμοια δομή και λειτουργία με τους ρετροϊούς. Ένα τρανσποζόνιο LTR φαίνεται στο σχήμα 4.

Εικόνα 4:Τρανσποζόνιο LTR

μεταθετήρια DNA μεταφορά μέσω μιας μεθόδου «cut-and-paste»· ένα τρανσποζόνιο κόβεται από μια θέση του γονιδιώματος και εισάγεται σε άλλη θέση. Η τρανσποζάση είναι το ένζυμο που εμπλέκεται στη μεταφορά του DNA. Ένα βακτηριακό τρανσποζόνιο DNA φαίνεται στην εικόνα 5.

Εικόνα 5:Βακτηριακό τρανσποζόνιο DNA

Τα τρανσποζόνια DNA πλαισιώνονται από δύο τερματικές ανεστραμμένες επαναλήψεις (TIR), οι οποίες αναγνωρίζονται από την τρανσποτάση για την εκτομή. Κατά την εισαγωγή, το DNA στη θέση στόχο διπλασιάζεται, σχηματίζοντας διπλασιασμούς θέσεων στόχου (TSDs). Ο μηχανισμός μετάθεσης DNA φαίνεται στην εικόνα 6.

Εικόνα 6:Μεταφορά DNA

Και στις δύο κατηγορίες τρανσποζονίων, ενδέχεται να υπάρχουν τα μη αυτόνομα στοιχεία που δεν κωδικοποιούν πρωτεΐνες που απαιτούνται από την κινητοποίηση του τρανσποζονίου. Επομένως, αυτά τα τρανσποζόνια εξαρτώνται πιθανώς από αυτόνομα τρανσποζόνια για την κινητικότητά τους. Για παράδειγμα, το  μινιατούρα ανεστραμμένα επαναλαμβανόμενα μεταθετικά στοιχεία (MITE ) είναι βραχέα (80-500 bp) στοιχεία που μοιάζουν με τρανσποζόνιο DNA. Βρίσκονται κυρίως σε ευκαρυώτες, ιδιαίτερα σε φυτικά είδη. Αν και έχουν TIR και πλαισιώνονται από TSD, τα MITE στερούνται κωδικοποιητικού γονιδίου τρανσποτάσης. Έτσι, τα MITE εξαρτώνται πιθανώς από αυτόνομα τρανσποζόνια DNA για την κινητοποίησή τους.

Ομοιότητες μεταξύ Plasmid and Transposon

• Το πλασμίδιο και το τρανσποζόνιο είναι δύο τύποι κινητών γενετικών στοιχείων, που εμπλέκονται στη μεταφορά γενετικού υλικού μεταξύ γονιδιωμάτων και χρωμοσωμάτων αντίστοιχα.
• Τόσο τα πλασμίδια όσο και τα τρανσποζόνια αποτελούνται από δίκλωνο DNA.
• Τόσο τα πλασμίδια όσο και τα τρανσποζόνια απαντώνται φυσικά μέσα στα κύτταρα.

Διαφορά μεταξύ πλασμιδίου και τρανσποζονίου

Ορισμός

Πλασμίδιο: Το πλασμίδιο αναφέρεται σε ένα γενετικό στοιχείο που αναπαράγεται ανεξάρτητα από τα χρωμοσώματα.

Μεταφορά: Ένα τρανσποζόνιο αναφέρεται σε ένα χρωμοσωμικό τμήμα που μπορεί να μετατοπιστεί μεταξύ DNA χρωμοσώματος, πλασμιδίου ή φάγου.

Σημασία

Πλασμίδιο: Ένα πλασμίδιο είναι ένα εξωχρωμοσωμικό, αυτοαναπαραγόμενο μόριο DNA, που απαντάται φυσικά στα βακτήρια.

Μεταφορά: Το τρανσποζόνιο είναι μια αλληλουχία DNA που κινείται γύρω από διαφορετικές θέσεις μέσα σε ένα γονιδίωμα.

Εμφάνιση

Πλασμίδιο: Τα πλασμίδια απαντώνται φυσικά σε βακτήρια και ορισμένα ευκαρυωτικά κύτταρα.

Μεταφορά: Τα τρανσποζόνια εμφανίζονται σε βακτήρια και σε όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα.

Τάξεις

Πλασμίδιο: Τα πλασμίδια F, τα πλασμίδια αντοχής, τα πλασμίδια col, το αποικοδομητικό πλασμίδιο και τα πλασμίδια λοιμογόνου δράσης είναι οι πέντε κατηγορίες πλασμιδίων.

Μεταφορά: Τα ρετροτρανσποζόνια και τα τρανσποζόνια DNA είναι οι δύο κατηγορίες τρανσποζονίων.

Αυτοαναπαραγωγή

Πλασμίδιο: Τα πλασμίδια είναι αυτοαναπαραγόμενα μέσα στο κύτταρο.

Μεταφορά: Τα τρανσποζόνια δεν είναι αυτοαναπαραγόμενα τμήματα DNA.

Χαρακτηριστικά χαρακτηριστικά

Πλασμίδιο: Τα πλασμίδια αποτελούνται από μια αρχή αντιγραφής, προαγωγέα, γονίδια ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά και πολλαπλές θέσεις κλωνοποίησης.

Μεταφορά: Τα τρανσποζόνια αποτελούνται από μια κωδικοποιητική περιοχή για τρανσποζάση, μετατιθέμενα γονίδια και τερματικές επαναλήψεις.

Διανύσματα

Πλασμίδιο: Τα πλασμίδια χρησιμοποιούνται ως φορείς για την παραγωγή ανασυνδυασμένου DNA.

Μεταφορά: Τα τρανσποζόνια χρησιμοποιούνται ως φορείς για την εισαγωγή πολλών βάσεων στη μεταλλαξογένεση παρεμβολής.

Μεταβολές του Γονιδιώματος

Πλασμίδιο: Τα πλασμίδια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εισαγωγή νέων γονιδίων στο γονιδίωμα ενός άλλου οργανισμού.

Μεταφορά: Τα τρανσποζόνια είναι μεταλλαξιογόνα που μερικές φορές προκαλούν γενετικές ασθένειες.

Συμπέρασμα

Τα πλασμίδια και το τρανσποζόνιο είναι δύο τύποι κινητών γενετικών στοιχείων που μεταφέρουν τμήματα DNA. Τόσο τα πλασμίδια όσο και το τρανσποζόνιο απαντώνται φυσικά μέσα στα κύτταρα. Τα πλασμίδια είναι αυτοαντιγραφόμενα, κυκλικά μόρια DNA, που βρίσκονται κυρίως στα βακτήρια. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μεταφορά γονιδίων μεταξύ γονιδιωμάτων. Τα τρανσποζόνια είναι τμήματα DNA που κινούνται γύρω από διαφορετικές θέσεις μέσα στο γονιδίωμα. Η κύρια διαφορά μεταξύ πλασμιδίου και τρανσποζονίου είναι ο ρόλος τους. Το πλασμίδιο μεταφέρει γενετικό υλικό μεταξύ γονιδιωμάτων ενώ το τρανσποζόνιο μεταφέρει γενετικό υλικό μεταξύ χρωμοσωμάτων εντός του ίδιου γονιδιώματος.

Αναφορά:

1. «Πλασμίδια». Απεριόριστη Μικροβιολογία, Διατίθεται εδώ.
2. Muñoz-López, Martín και José L. García-Pérez. «Μεταθετά DNA:Φύση και Εφαρμογές στη Γονιδιωματική». Current Genomics, Bentham Science Publishers Ltd., Απρ. 2010, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "PBR322" Από Ayacop (+ Yikrazuul) – Δικό έργο (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia
2. «Συζυγία» ​​Από Αδενοσίνη – Δικό έργο (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia
3. "Retrotransposons" του Mariuswalter – Δικό έργο (CC BY-SA 4.0) μέσω Commons Wikimedia
4. "Composite transposon" του Jacek FH – αυτοδημιούργητο, με βάση το Image:Composite transposon.jpg (CC BY-SA 3.0) μέσω του Commons Wikimedia
5. "DNA Transposon" By Mariuswalter – Δικό έργο (CC BY-SA 4.0) μέσω Commons Wikimedia