Forskjellen mellom plasmid og transposon

Hovedforskjell - Plasmid vs Transposon

Plasmider og transposoner er to typer mobile genetiske elementer, som er involvert i overføringen av genetisk materiale mellom henholdsvis genomene og kromosomer. Innsettingssekvenser (IS) og episomer er de andre typer mobile genetiske elementer. Et plasmid er et ekstrakromosomalt, selvrepliserende DNA-molekyl som naturlig forekommer i bakterier mens transposon er en DNA-sekvens som beveger seg rundt forskjellige stillinger innenfor et genom. Plasmider er vanligvis dobbeltstrengede, sirkulære molekyler. Transposons kalles 'hoppende gener', og de kan forårsake mutasjoner og forandre mengden av DNA i genomet. De hovedforskjell mellom plasmid og transposon er det plasmidoverføringsgenetisk materiale mellom genomene mens transposon overfører genetisk materiale mellom kromosomer innenfor samme genom.

Nøkkelområder dekket

1. Hva er en plasmid
- Definisjon, klasser, funksjoner
2. Hva er en transposon
- Definisjon, klasser, funksjoner
3. Hva er likhetene mellom plasmid og transposon
- Oversikt over vanlige funksjoner
4. Hva er forskjellen mellom plasmid og transposon
- Sammenligning av nøkkelforskjeller

Nøkkelbetingelser: Kol Plasmider, Konjugativ Plasmid, Degradative Plasmider, DNA Transposoner, F-Plasmider, Hoppe Gener, Mobile Genetiske Elementer, Plasmid, Resistensplasmider, Retrotransposoner, Transposase, Transposon, Virulensplasmider

Hva er en plasmid

Et plasmid refererer til et genetisk element som replikerer uavhengig av kromosomene. Plasmider er dobbeltstrengede, sirkulære DNA-molekyler, som forekommer i cytoplasmaet til bakteriene, arkea, gjær og protozoer. Størrelsen på et plasmid kan variere fra 1 til 1000 kbp. En til tusenvis av forskjellige plasmidtyper kan identifiseres i forskjellige typer celler. Hovedfunksjonen til plasmider i naturen er å involvere i konjugasjon, som er en mekanisme for horisontal genoverføring (HGT). HGT refererer til bevegelse av genetisk materiale mellom organismer.

Selv om plasmider er tilstede i bakterier, er de ikke nødvendige for overlevelse av bakterier under normale forhold. De inneholder informasjon som er nødvendig for antibiotikaresistens, metallbestandighet, nitrogenfiksering og toksinproduksjon. Naturlig forekommende plasmider kan modifiseres ved in vitro teknikker som kode transformasjon. Plasmider er typer vektorer som brukes som kjøretøy for å bære genetisk informasjon til en andre celle. En plasmidvektor er vist i Figur 1.

Figur 1: pBR322

Funksjoner av plasmider

Kan selvreplikere i en celle
Kan lett isoleres fra celler
Har et unikt restriksjonssted for en eller flere restriksjonsenzymer
Innsetting av et fremmed DNA-stykke kan ikke endre replikasjonsegenskapene
Kan sekvensielt gjeninnføres i nye celler, og transformantene kan velges
Ikke oppstå fritt i naturen

Klassifisering av plasmider

Plasmider kan klassifiseres på flere måter. Basert på konjugasjonsmekanismen kan plasmider klassifiseres som konjugative og ikke-konjugative plasmider. Konjugative plasmider bestå av et sett med overføring (tra) gener, kodet for sex pili, fremme konjugering (seksuell reproduksjon) av bakterier. Transformasjonen av plasmider fra en til en annen bakterie foregår via sexpilli. Ikke-konjugative plasmider overføres ved hjelp av konjugative plasmider. Bakteriell konjugasjon er vist i figur 2.

Figur 2: Konjugering

Fem klasser av plasmider kan også identifiseres basert på deres funksjon:

F-plasmider - F plasmider inneholder tra. Dermed er de i stand til å uttrykke sexpilli under konjugering.
Resistensplasmider - Resistensplasmider inneholder gener som gir resistens mot antibiotika eller giftstoffer. De var historisk kjent som R-faktorer før naturen til plasmider ble forstått.
Col plasmider - Kolplasmider inneholder gener som kodes for bakteriociner, proteiner som kan drepe andre bakterier.
Nedbrytende plasmider - Nedbrytende plasmider muliggjør fordøyelsen av uvanlige stoffer som toluen og salisylsyre.
Virulensplasmider - Virulensplasmider gjør bakterien til et patogen.

Hva er en transposon

En transposon refererer til et kromosomalt segment som kan translokeres mellom kromosomalt, plasmid eller fag-DNA. Transposons er også kjent som transponable elementer (TE). Transposisjon skjer i fravær av en komplementær sekvens i verts DNA. Transposoner forårsaker mutasjoner i genomet. Under transponering kan størrelsen på genomet enten økes eller reduseres. Som transposoner kan inneholde gener, er de kjent som hoppende gener.

Klassifisering av transposon

De to klassene av transposoner er retrotransposoner og DNA-transposoner. Livssyklusen til en retrotransposon er vist i figur 3.

Figur 3: Retrotransposonsyklus

retrotransposoner transponere gjennom et RNA-mellomprodukt ved å bruke en "kopi-og-lim" -metode; en RNA-kopi av et DNA-segment blir først gjort, og så blir det omvendt transkribert til et DNA-segment. Long terminal repeats (LTR) og korte terminale repetisjoner (MT) er de to typer retrotransposons. De fleste retrotransposons er LTRs. LTR transposon utviser en lignende struktur og funksjon til retrovirus. En LTR transposon er vist i figur 4.

Figur 4: LTR Transposon

DNA transposoner transponere gjennom en "cut-and-paste" -metode; en transposon kuttes ut fra en posisjon av genomet og settes inn i en annen posisjon. Transposase er enzymet involvert i DNA-transposisjon. En bakteriell DNA transposon er vist i figur 5.

Figur 5: Bakteriell DNA transposon

DNA-transposoner flankeres av to terminale inverterte gjentagelser (TIRs), som er gjenkjent ved transposase for excisionen. Ved innsetting dupliseres DNA'et i målstedet og danner målsted duplikasjoner (TSDer). Mekanismen for DNA-transposisjon er vist i figur 6.

Figur 6: DNA-transposisjon

I begge klasser av transposoner kan de ikke-autonome elementene som ikke koder for proteiner som kreves ved mobilisering av transposonet være tilstede. Derfor er disse transposonene antagelig avhengig av autonome transposoner for deres mobilitet. Som et eksempel,miniatyr inverterte-gjenta transponeringselementer (midd) er korte (80-500 bp) DNA transposon-lignende elementer. De er hovedsakelig til stede i eukaryoter, særlig i plantearter. Selv om de har TIR og flankeres av TSD, mangler MITE transposase-kodende gen. Dermed er MITEs antagelig avhengig av autonome DNA-transposoner for deres mobilisering.

Likheter mellom plasmid og transposon

Plasmid og transposon er to typer mobile genetiske elementer, involvert i overføring av genetisk materiale mellom henholdsvis genomene og kromosomene.
Både plasmider og transposoner består av dobbeltstrenget DNA.
Både plasmider og transposoner er naturlig forekommende i cellene.

Forskjellen mellom plasmid og transposon

Definisjon

plasmid: Et plasmid refererer til et genetisk element som replikerer uavhengig av kromosomene.

transposonmutagenese: En transposon refererer til et kromosomalt segment som kan translokeres mellom kromosomalt, plasmid eller fag-DNA.

Betydning

plasmid: Et plasmid er et ekstra-kromosomalt, selvrepliserende DNA-molekyl, naturlig forekommende i bakterier.

transposonmutagenese: Transposon er en DNA-sekvens som beveger seg rundt forskjellige stillinger innenfor et genom.

Hendelse

plasmid: Plasmider forekommer naturlig i bakterier og noen eukaryote celler.

transposonmutagenese: Transposons forekommer i bakterier og alle eukaryotiske celler.

klasser

plasmid: F-plasmidene, resistensplasmider, kolplasmider, degraderende plasmid og virulensplasmider er de fem klassene av plasmider.

transposonmutagenese: Retrotransposoner og DNA-transposoner er de to klassene av transposoner.

Self-replikering

plasmid: Plasmider er selvreplikative inne i cellen.

transposonmutagenese: Transposons er ikke selvrepliserende DNA-segmenter.

Karakteristiske trekk

plasmid: Plasmider består av en opprinnelse av replikasjon, promotor, antibiotikaresistensgener og flere kloningssteder.

transposonmutagenese: Transposoner består av en kodende region for transposase, transponerbare gener og terminale repeter.

vektorer

plasmid: Plasmider brukes som vektorer for å produsere rekombinant DNA.

transposonmutagenese: Transposoner brukes som vektorer for å sette inn flere baser i innsatsmutagenesen.

Endringer av genomet

plasmid: Plasmider kan brukes til å sette inn nye gener i genomet av en annen organisme.

transposonmutagenese: Transposoner er mutagener som noen ganger forårsaker genetiske sykdommer.

Konklusjon

Plasmider og transposon er to typer mobile genetiske elementer som overfører DNA-segmenter. Både plasmider og transposon er naturlig forekommende i celler. Plasmider er selvrepliserende, sirkulære DNA-molekyler, hovedsakelig funnet i bakterier. De kan brukes til å overføre gener mellom genomene. Transposons er DNA-segmenter som beveger seg rundt forskjellige stillinger i genomet. Hovedforskjellen mellom plasmid og transposon er deres rolle; plasmidoverføringsgenetisk materiale mellom genomene mens transposon overfører genetisk materiale mellom kromosomer innenfor samme genom.

Henvisning:

1. "Plasmider." Grenseløs mikrobiologi, tilgjengelig her.
2. Muñoz-López, Martín og José L. García-Pérez. "DNA Transposons: Nature and Applications in Genomics." Nåværende Genomics, Bentham Science Publishers Ltd., Apr. 2010, Tilgjengelig her.

Bilde Courtesy:

1. "PBR322" Av Ayacop (+ Yikrazuul) - Eget arbeid (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Konjugering" av adenosin - eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. "Retrotransposons" Av Mariuswalter - Eget arbeid (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
4. "Composite transposon" Av Jacek FH - selvfremstilt, basert på Image: Composite transposon.jpg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
5. "DNA Transposon" Av Mariuswalter - Eget arbeid (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia

Vitenskap