ההבדל העיקרי בין טרנספורמציה להתמרה הוא שהטרנספורמציה היא מנגנון שמשנה את החומר הגנטי של חיידקים על ידי ספיגה ישירה של חומר גנטי אקסוגני מסביבתו דרך קרום התא ושילובו בגנום בעוד שההתמרה היא הזרקת DNA זר על ידי וירוס בקטריופאג' לתוך החיידק המארח.
צימוד היא שיטה ידועה לרקומבינציה של DNA, אותה ניתן למצוא גם באוקריוטים וגם בפרוקריוטים. מדענים גילו שאפשר להעביר DNA מתא חיידקי אחד למשנהו על ידי שני מנגנונים נוספים: טרנספורמציה והתמרה.בדומה לצימוד, שני המנגנונים הללו מעבירים DNA בכיוון אחד, ורקומבינציה מתרחשת בין אללים באזורי DNA הומולוגיים. שני המנגנונים מעבירים כמויות מעטות מאוד של DNA ואינם מעבירים את כל כרומוזום התא.
מה זה טרנספורמציה?
פרד גריפית', קצין רפואה במשרד הבריאות הבריטי בלונדון, גילה את תהליך הטרנספורמציה בשנת 1928. זהו המנגנון שבו חיידקים קולטים שברי DNA מהסביבה ומשלבים אותו בכרומוזומים שלהם. לאחר טרנספורמציה מוצלחת, התא המקבל (טרנספורמטור) מקבל כמה מאפיינים שלא היו קיימים בו קודם לכן. בפרוקריוטים כמו חיידקים, הטרנספורמציה מתרחשת באופן קבוע כאשר התאים קיימים בכמות גדולה, כגון במערכת המעי האנושית או באדמה עשירה.
איור 01: טרנספורמציה
כדי לבצע טרנספורמציה מוצלחת, החיידק צריך להיות מספיק מוכשר. לפיכך, הטרנספורמציה או היכולת של תא לקלוט DNA חוץ תאי מהסביבה תלויה בכשירות החיידק. הכשירות תלויה בתכונות משתנות בין מיני חיידקים. טרנספורמציה יכולה להיעשות באופן מלאכותי; לפעמים זה אפילו מתרחש באופן טבעי. אם זה מתרחש באופן טבעי, זה מגדיל את הפוטנציאל לגרום למחלה לעתים קרובות יותר.
מה זה התמרה?
בניגוד לטרנספורמציה, התמרה דורשת וירוס כסוכן לשאת קטע DNA מהתורם לתא המקבל. וירוסים אלו הם וירוסים או בקטריופאג'ים המדביקים חיידקים. כמו כל הנגיפים, לבקטריופאג'ים אלה יש ליבה של DNA או RNA מוקפת במעטה חלבון. בקטריופאג'ים מתחברים לקולטני פני השטח של החיידקים ומזריקים ישירות את ה-DNA הנגיפי לתוך החיידק.
התמרה מתרחשת בשתי דרכים: מחזור ליטי או מחזור ליזוגני. במחזור הליטי, הפאג' הנגיפי חודר לתא מארח, הורס את הכרומוזום של המארח ומשכפל את עצמו בתוך התא המארח. בסופו של דבר, הפאג'ים הללו הורסים (ליזה) את אותו תא מארח; לפיכך, אנו קוראים להם פאגים ארסיים. שלא כמו במחזור הליטי, תמוגה ישירה של תא החיידק אינה מתרחשת במחזור הליזוגני. במחזור הליזוגני, DNA הפאג משתלב עם כרומוזום המארח כנבואה. לאחר האינטגרציה, התא המארח עובר שכפול DNA וביקוע בינארי, וכתוצאה מכך נוצרים עותקים של התא המארח עם פרופגים. לבסוף, הנבואים הללו יפטרו את עצמם מהכרומוזומים של המארחים ויעברו למחזור הליטי.
איור 02: Transduction
התמרה היא כלי שימושי בהנדסה גנטית בעת החדרת גן זר לחיידקים. כמו כן, כדאי להבין את המנגנון שבאמצעותו תרופות אנטיביוטיות הופכות לבלתי יעילות עקב העברה של גנים עמידות לאנטיביוטיקה בין חיידקים.
מהם הדמיון בין טרנספורמציה לטרנסדוקציה?
- טרנספורמציה והתמרה הם שני מנגנונים המעורבים בהעברת גנים אופקית מחיידק אחד לחיידק אחר.
- שני המנגנונים האלה מעבירים DNA בכיוון אחד.
- עם זאת, שני המנגנונים מעבירים כמויות מעטות מאוד של DNA ואינם מעבירים את כל כרומוזום התא.
- יתר על כן, גם טרנספורמציה וגם התמרה הם כלים חשובים בביולוגיה מולקולרית ובהנדסה גנטית.
מה ההבדל בין טרנספורמציה לטרנסדוקציה?
טרנספורמציה היא שינוי גנטי של חיידקים על ידי קליטה ישירה ושילוב של DNA אקסוגני מסביבתם. מצד שני, התמרה היא התהליך שבו וירוס מעביר חומר גנטי מחיידק אחד למשנהו. אז זה ההבדל העיקרי בין טרנספורמציה להתמרה.הטרנספורמציה התגלתה על ידי פרד גריפית' בשנת 1928 ואילו התמרה התגלתה על ידי נורטון זינדר וג'ושוע לדרברג בשנת 1952. יתרה מכך, ה-DNA העירום נע על פני הקיר והממברנה של הנמען במהלך הטרנספורמציה ללא סיוע של וירוס. אבל, התמרה נעשית על ידי בקטריופאג'. לכן, אנו יכולים להתייחס גם לזה כהבדל בין טרנספורמציה לבין התמרה.
יתר על כן, בטרנספורמציה, נרכשים שברי DNA חוץ-תאיים. בהתמרה, בקטריופאג' מחדיר קטע DNA לתוך חיידקים. מכאן שזה הבדל משמעותי בין טרנספורמציה להתמרה. בנוסף, הבדל נוסף בין טרנספורמציה להתמרה הוא שהעברת פלסמיד אפשרית בטרנספורמציה בעוד שהיא לא צפויה להתרחש בהתמרה. מעל אלה, הבדל משמעותי נוסף בין טרנספורמציה להתמרה הוא שהטרנספורמציה רגישה ל-DNAase בעוד שההתמרה עמידה ל-DNAase.
להלן אינפוגרפיקה מציגה את ההבדל בין טרנספורמציה להתמרה כהשוואה זה לצד זה.
סיכום – טרנספורמציה לעומת התמרה
טרנספורמציה והתמרה הן שתי דרכים להעברת גנים אופקית בין חיידקים. טרנספורמציה היא תהליך של קליטה ישירה של DNA אקסוגני מהסביבה דרך דופן התא והממברנה לתוך תא החיידק והשתלבות בגנום שלו. מצד שני, התמרה היא תהליך של הזרקת DNA ויראלי לתאי חיידקים על ידי הבקטריופאג'ים. לפיכך, התמרה נעשית על ידי מארח ויראלי. יתר על כן, טרנספורמציה מתרחשת באופן טבעי ומלאכותי. זה תלוי בכשירות של החיידק. התמרה אינה תלויה בכשירות החיידקים.התמרה מתרחשת באמצעות מחזור ליטי וליזוגני. לפיכך, זה ההבדל בין טרנספורמציה לבין התמרה.
