Unterschied zwischen Plasmid und Transposon

Hauptunterschied - Plasmid gegen Transposon

Plasmide und Transposons sind zwei Arten von mobilen genetischen Elementen, die an der Übertragung von genetischem Material zwischen Genomen bzw. Chromosomen beteiligt sind. Insertionssequenzen (IS) und Episomen sind die anderen Arten von mobilen genetischen Elementen. Ein Plasmid ist ein extra-chromosomales, sich selbst replizierendes DNA-Molekül, das natürlicherweise in Bakterien vorkommt, während Transposon eine DNA-Sequenz ist, die sich innerhalb eines Genoms um verschiedene Positionen bewegt. Plasmide sind typischerweise doppelsträngige, kreisförmige Moleküle. Transposons heißen 'springende Gene', und sie können Mutationen verursachen und die Menge an DNA im Genom verändern. Das Hauptunterschied zwischen Plasmid und Transposon ist das Plasmid transferieren genetisches Material zwischen Genomen, während Transposon genetisches Material zwischen Chromosomen innerhalb desselben Genoms überträgt.

Wichtige Bereiche

1. Was ist ein Plasmid?
     - Definition, Klassen, Funktionen
2. Was ist ein Transposon?
     - Definition, Klassen, Funktionen
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Plasmid und Transposon?
     - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen Plasmid und Transposon?
     - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Col-Plasmide, konjugatives Plasmid, degradierende Plasmide, DNA-Transposons, F-Plasmide, springende Gene, mobile genetische Elemente, Plasmid, Resistenzplasmide, Retrotransposons, Transposase, Transposon, Virulenzplasmide

Was ist ein Plasmid?

Ein Plasmid bezieht sich auf ein genetisches Element, das sich unabhängig von den Chromosomen repliziert. Plasmide sind doppelsträngige, zirkuläre DNA-Moleküle, die im Zytoplasma der Bakterien, Archaeen, Hefen und Protozoen vorkommen. Die Größe eines Plasmids kann zwischen 1 und 1.000 kbp variieren. Ein bis tausende verschiedener Plasmidtypen können in verschiedenen Zelltypen identifiziert werden. Die Hauptfunktion von Plasmiden in der Natur ist die Beteiligung an der Konjugation, einem Mechanismus des horizontalen Gentransfers (HGT). HGT bezieht sich auf die Bewegung von genetischem Material zwischen Organismen.

Obwohl Plasmide in Bakterien vorhanden sind, sind sie für das Überleben von Bakterien unter normalen Bedingungen nicht erforderlich. Sie enthalten Informationen, die für Antibiotikaresistenz, Metallresistenz, Stickstofffixierung und Toxinproduktion erforderlich sind. Natürlich vorkommende Plasmide können durch modifiziert werden in vitro Techniken wie Code-Transformation. Plasmide sind Vektortypen, die als Träger verwendet werden, um genetische Informationen in eine zweite Zelle zu transportieren. Ein Plasmidvektor ist in gezeigt Abbildung 1.

Abbildung 1: pBR322

Eigenschaften von Plasmiden

• Kann sich innerhalb einer Zelle selbst replizieren
• Kann leicht aus Zellen isoliert werden
• Eine einzigartige Restriktionsstelle für ein oder mehrere Restriktionsenzyme haben
• Das Einfügen eines Fremd-DNA-Stücks darf seine Replikationseigenschaften nicht ändern
• Kann sequenziell wieder in neue Zellen eingeführt werden und die Transformanten können ausgewählt werden
• Komme nicht frei in der Natur vor

Einstufung von Plasmiden

Plasmide können auf verschiedene Weise klassifiziert werden. Basierend auf dem Konjugationsmechanismus können Plasmide als konjugative und nicht-konjugative Plasmide klassifiziert werden. Konjugative Plasmide bestehen aus einer Reihe von Übertragungen (tra) Gene, kodiert für Sex Pili, die die Konjugation (sexuelle Fortpflanzung) von Bakterien fördern. Die Umwandlung von Plasmiden von einem in ein anderes Bakterium erfolgt über Geschlechtspillen. Nicht-konjugative Plasmide werden mit Hilfe von konjugativen Plasmiden übertragen. Bakterienkonjugation ist in gezeigt Figur 2.

Abbildung 2: Konjugation

Fünf Plasmidklassen können auch anhand ihrer Funktion identifiziert werden:

• F-Plasmide - F Plasmide enthalten tra. Sie sind also in der Lage, während der Konjugation Geschlechtspillen auszudrücken.
• Resistenzplasmide - Resistenzplasmide enthalten Gene, die gegen Antibiotika oder Gifte resistent sind. Sie waren historisch als R-Faktoren bekannt, bevor die Natur von Plasmiden verstanden wurde.
• Col Plasmide - Col-Plasmide enthalten Gene, die für Bacteriocine kodieren, Proteine, die andere Bakterien abtöten können.
• Abbaubare Plasmide - Degradierende Plasmide ermöglichen die Verdauung ungewöhnlicher Substanzen wie Toluol und Salicylsäure.
• Virulenzplasmide - Virulenzplasmide machen das Bakterium zum Erreger.

Was ist ein Transposon?

Ein Transposon bezieht sich auf ein chromosomales Segment, das zwischen Chromosomen-, Plasmid- oder Phagen-DNA transloziert werden kann. Transposons sind auch bekannt als umsetzbare Elemente (TE). Die Transposition erfolgt in Abwesenheit einer komplementären Sequenz in der Wirts-DNA. Transposons verursachen Mutationen im Genom. Während der Transposition kann die Größe des Genoms entweder erhöht oder verringert werden. Da Transposons Gene enthalten können, werden sie als springende Gene bezeichnet.

Einstufung des Transposons

Die zwei Transposonklassen sind Retrotransposons und DNA-Transposons. Der Lebenszyklus eines Retrotransposons ist in dargestellt Figur 3.

Abbildung 3: Retrotransposon-Zyklus

Retrotransposons Transponieren durch ein RNA-Zwischenprodukt unter Verwendung eines "Copy-and-Paste" -Verfahrens Zuerst wird eine RNA-Kopie eines DNA-Segments erstellt und dann in ein DNA-Segment revers transkribiert. Lange terminale Wiederholungen (LTRs) und kurze Terminalwiederholungen (STRs) sind die zwei Arten von Retrotransposons. Die meisten Retrotransposons sind LTRs. LTR-Transposon zeigt eine ähnliche Struktur und Funktion wie Retroviren. Ein LTR-Transposon ist in gezeigt Figur 4.

Abbildung 4: LTR-Transposon

DNA-Transposons Transponieren durch eine "Cut-and-Paste" -Methode; Ein Transposon wird aus einer Position des Genoms ausgeschnitten und an einer anderen Position eingefügt. Transposase ist das Enzym, das an der DNA-Transposition beteiligt ist. Ein bakterieller DNA-Transposon ist in gezeigt Abbildung 5.

Abbildung 5: Bakterien-DNA-Transposon

DNA-Transposons werden von zwei terminal invertierten Repeats (TIRs) flankiert, die von Transposase für die Exzision erkannt werden. Bei der Insertion wird die DNA in der Zielstelle dupliziert, wodurch Zielstellen-Duplikationen (TSDs) entstehen. Der Mechanismus der DNA-Transposition ist in gezeigt Abbildung 6.

Abbildung 6: DNA-Transposition

In beiden Transposonenklassen können die nicht autonomen Elemente vorhanden sein, die keine Proteine ​​codieren, die für die Mobilisierung des Transposons erforderlich sind. Daher sind diese Transposons vermutlich für ihre Mobilität von autonomen Transponons abhängig. Als Beispiel dasUmsetzbare Miniaturelemente mit invertierter Wiederholung (MITEs) sind kurze (80-500 bp) DNA-Transposon-artige Elemente. Sie sind hauptsächlich in Eukaryoten vorhanden, insbesondere bei Pflanzenarten. Obwohl sie TIRs besitzen und von TSDs flankiert werden, fehlt den MITEs das Transposase-Codierungsgen. Daher sind MITEs vermutlich für ihre Mobilisierung auf autonome DNA-Transponons angewiesen.

Ähnlichkeiten zwischen Plasmid und Transposon

• Plasmid und Transposon sind zwei Arten von mobilen genetischen Elementen, die an der Übertragung von genetischem Material zwischen Genomen bzw. Chromosomen beteiligt sind.
• Sowohl Plasmide als auch Transposons bestehen aus doppelsträngiger DNA.
• Sowohl Plasmide als auch Transposons treten natürlicherweise in den Zellen auf.

Unterschied zwischen Plasmid und Transposon

Definition

Plasmid: Ein Plasmid bezieht sich auf ein genetisches Element, das sich unabhängig von den Chromosomen repliziert.

Transposon: Ein Transposon bezieht sich auf ein chromosomales Segment, das zwischen Chromosomen-, Plasmid- oder Phagen-DNA transloziert werden kann.

Bedeutung

Plasmid: Ein Plasmid ist ein extra-chromosomales, sich selbst replizierendes DNA-Molekül, das natürlicherweise in Bakterien vorkommt.

Transposon: Transposon ist eine DNA-Sequenz, die sich innerhalb eines Genoms um verschiedene Positionen bewegt.

Auftreten

Plasmid: Plasmide kommen natürlicherweise in Bakterien und einigen eukaryotischen Zellen vor.

Transposon: Transposons kommen in Bakterien und allen eukaryotischen Zellen vor.

Klassen

Plasmid: Die F-Plasmide, Resistenzplasmide, Col-Plasmide, Abbauplasmide und Virulenzplasmide sind die fünf Plasmidklassen.

Transposon: Retrotransposons und DNA-Transposons sind die beiden Transposonenklassen.

Selbstreplikation

Plasmid: Plasmide sind innerhalb der Zelle selbstreplikativ.

Transposon: Transposons sind keine selbstreplizierenden DNA-Segmente.

Charakteristische Eigenschaften

Plasmid: Plasmide bestehen aus einem Replikationsursprung, Promotor, Antibiotikaresistenzgenen und mehreren Klonierungsstellen.

Transposon: Transposons bestehen aus einer kodierenden Region für Transposase, transponierbare Gene und terminale Wiederholungen.

Vektoren

Plasmid: Plasmide werden als Vektoren zur Herstellung von rekombinanter DNA verwendet.

Transposon: Transposons werden als Vektoren verwendet, um bei der Insertionsmutagenese mehrere Basen einzufügen.

Veränderungen des Genoms

Plasmid: Plasmide können verwendet werden, um neue Gene in das Genom eines anderen Organismus einzuführen.

Transposon: Transposons sind Mutagene, die manchmal genetische Erkrankungen verursachen.

Fazit

Plasmide und Transposon sind zwei Arten von mobilen genetischen Elementen, die DNA-Segmente übertragen. Sowohl Plasmide als auch Transposons kommen in den Zellen natürlicherweise vor. Plasmide sind selbstreplikative, zirkuläre DNA-Moleküle, die hauptsächlich in Bakterien vorkommen. Sie können verwendet werden, um Gene zwischen Genomen zu übertragen. Transposons sind DNA-Segmente, die sich innerhalb des Genoms um verschiedene Positionen bewegen. Der Hauptunterschied zwischen Plasmid und Transposon ist ihre Rolle; Plasmid transferieren genetisches Material zwischen Genomen, während Transposon genetisches Material zwischen Chromosomen innerhalb desselben Genoms überträgt.

Referenz:

1. "Plasmide". Grenzenlose Mikrobiologie, hier erhältlich.
2. Muñoz-López, Martín und José L. García-Pérez. "DNA Transposons: Natur und Anwendungen in der Genomik." Current Genomics, Bentham Science Publishers Ltd., April 2010, erhältlich hier.

Bildhöflichkeit:

1. “PBR322" Von Ayacop (+ Yikrazuul) - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. „Konjugation“ von Adenosine - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
3. „Retrotransposons“ von Mariuswalter - Eigene Arbeit (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia
4. „Composite Transposon“ von Jacek FH - selbst gemacht, basierend auf Image: Composite transposon.jpg (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
5. “DNA Transposon” von Mariuswalter - Eigene Arbeit (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia