Unterschied zwischen Transfektion und Transduktion

Hauptunterschied - Transfektion vs. Transduktion

Transfektion und Transduktion sind zwei Methoden, um fremde DNA in Zellen einzuführen. Sowohl die Transfektion als auch die Transduktion werden mittels Vektoren erreicht. Das Hauptunterschied zwischen Transfektion und Transduktion ist das Transfektion ist der Transfer von DNA ohne Verwendung eines Virus als Vektor, wohingegen Transduktion der Transfer von DNA unter Verwendung eines viralen Vektors ist. Die Transfektion verwendet chemische und nichtchemische Methoden, um fremde DNA in die Zellen zu transferieren. Transformation ist die dritte Methode des DNA-Transfers, bei der die Aufnahme von genetischem Material auf natürliche Weise durch die Zellmembran erfolgt.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Transfektion?
     - Definition, Mechanismus, Typen
2. Was ist Transduktion?
     - Definition, Mechanismus, Typen
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Transfektion und Transduktion?
     - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen Transfektion und Transduktion?
     - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Chemisch vermittelte Transfektion, fremde DNA, generalisierte Transduktion, nicht chemisch basierte Transfektion, partikelbasierte Transfektion, spezialisierte Transduktion, Virus

Was ist Transfektion?

Transfektion ist eine Methode des Gentransfers, bei der das genetische Material durch chemische, nichtchemische oder partikelbasierte Verfahren absichtlich in eine andere Zelle eingeführt wird. Der Transfektionsmechanismus beinhaltet die Bildung von Poren auf der Zellmembran, wodurch die Fremd-DNA in die Wirtszelle gelangen kann. Die bei der Transfektion verwendeten Vektortypen sind Plasmide, Cosmide, BACs, YACs oder HACs. Basierend auf dem Mechanismus der Porenbildung können verschiedene Arten von Transfektionsmethoden identifiziert werden. Die drei Arten der Transfektion sind chemisch vermittelte Transfektion, nicht chemisch vermittelte Transfektion und partikelbasierte Transfektion. Eine nicht chemisch basierte Transfektion durch BAC ist in gezeigt Abbildung 1.

Abbildung 1: Elektroporation

Chemisch vermittelte Transfektion verwendet Calciumphosphat, kationische Polymere oder Liposomen. Das Nicht-chemische Transfektion verwendet Elektroporation, Impalefektion, Sonoporation, optische Transfektion oder hydrodynamische Abgabe. Das Partikel-basierte Transfektion verwendet die Gen-Gun-Technik, bei der die Fremd-DNA unter Verwendung eines Nanopartikels übertragen wird. Magnetofektion und Nukleofektion sind die beiden anderen Methoden der partikelbasierten Transfektion. Bei der Magnetofektion werden die Partikel, die fremde DNA tragen, mit Hilfe eines Magnetfelds in der Wirtszelle konzentriert. Bei der Nukleofektion wird ein Hitzeschock verwendet, um fremde DNA in die Wirtszelle zu übertragen.

Was ist Transduktion?

Die Transduktion ist eine andere Methode des Gentransfers, bei der das genetische Material mit Hilfe von viralen Vektoren absichtlich in eine andere Zelle eingeführt wird. Hier werden virale Vektoren als Werkzeug verwendet, um fremde DNA in den Zielorganismus einzuführen. Die vier Arten von viralen Vektoren, die bei der Transduktion verwendet werden, sind Retroviren, Lentiviren, Adenoviren und Adeno-assoziierte Viren. Die Transduktion wird durch die typischen viralen Reproduktionsmechanismen erreicht. Der lysogene Zyklus und der lytische Zyklus sind die zwei Methoden der viralen Vermehrung. Im lysogenen Zyklus verbindet sich die virale DNA mit der bakteriellen DNA und bleibt in den folgenden Generationen inaktiv. Der lytische Zyklus kann dann durch äußere Faktoren wie UV-Licht induziert werden. In der lytischen Phase existieren die virale DNA und die Wirts-DNA als separate Entitäten in der Zelle. Während der Replikation werden sowohl virale als auch Wirts-DNA durch die DNA-Replikationsmechanismen des Wirts repliziert, wodurch eine große Anzahl viraler Partikel erzeugt wird. Dies bewirkt die Lyse der Wirtszelle, wodurch neue Viruspartikel freigesetzt werden. Während dieses Prozesses können sowohl virale als auch Wirtsgene zwischen den beiden Genomen ausgetauscht werden. Die Transduktion kann auf zwei Arten durchgeführt werden, basierend auf dem Typ des genetischen Materials, das übertragen werden soll. Sie sind generalisierte Transduktion und spezialisierte Transduktion. Generalisierte und spezialisierte Transduktion sind in gezeigt Figur 2.

Abbildung 2: Arten der Transduktion

Im generalisierte Transduktion, Über die viralen Vektoren können beliebige bakterielle Gene auf eine andere Wirtszelle übertragen werden. Im spezialisierte Transduktion, Nur eine begrenzte oder ausgewählte Gruppe von Genen kann in eine andere Wirtszelle übertragen werden. 

Ähnlichkeiten zwischen Transfektion und Transduktion

• Transfektion und Transduktion sind zwei Methoden, um fremde DNA in eine andere Zelle einzuführen.
• Verschiedene Arten von Vektoren sind sowohl bei der Transfektion als auch bei der Transduktion beteiligt.
• Eines der Hauptziele der Transfektion und Transduktion ist die Untersuchung verschiedener Funktionen von Genen und Genprodukten (Proteinen)..
• Sowohl Transfektion als auch Transduktion werden in der Medizin und in der Gentherapie verwendet, um genetische Störungen zu korrigieren.

Unterschied zwischen Transfektion und Transduktion

Definition

Transfektion: Transfektion ist eine Methode des Gentransfers, bei der das genetische Material durch chemische, nichtchemische oder partikelbasierte Verfahren absichtlich in eine andere Zelle eingeführt wird.

Transduktion: Die Transduktion ist eine Methode des Gentransfers, bei der das genetische Material mit Hilfe von viralen Vektoren absichtlich in eine andere Zelle eingeführt wird.

Vermittelt durch

Transfektion: Die Transfektion wird durch chemische oder nichtchemische Methoden vermittelt.

Transduktion: Die Transduktion wird durch virale Vektoren vermittelt.

Biologisch / nicht biologisch

Transfektion: Die Transfektion ist eine nicht biologische Methode.

Transduktion: Die Transduktion ist eine biologische Methode.

Mechanismus

Transfektion: Die Transfektion wird durch die Öffnung transienter Poren in der Zellmembran erreicht.

Transduktion: Die Transduktion wird durch die Infektion der Wirtszelle durch einen viralen Vektor erreicht.

Art der Vektoren

Transfektion: Zur Transfektion können Plasmide, Cosmide, BACs, YACs oder HACs verwendet werden.

Transduktion: Virale Vektoren wie Retroviren und Lentiviren werden bei der Transduktion verwendet.

Typen

Transfektion: Die drei Arten der Transfektion sind chemisch vermittelte Transfektion, nicht chemisch vermittelte Transfektion und partikelbasierte Transfektion.

Transduktion: Die zwei Arten der Transduktion sind generalisierte und spezialisierte Transduktion.

Fazit

Transfektion und Transduktion sind zwei Arten von Methoden, um fremdes genetisches Material in eine andere Zelle zu transferieren. Die Transfektion basiert auf den chemischen, nicht chemischen oder partikelbasierten Methoden, während die Transfektion auf den durch virale Vektoren vermittelten Methoden basiert. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen Transfektion und Transduktion in der Art des Mechanismus, der von jedem Gentransferverfahren verwendet wird, um fremde DNA in eine andere Zelle einzuführen.

Referenz:

1. "Transformations-, Transduktions- und Transfektionsverfahren für den Gentransfer." Melden Sie sich bei den Biotechnologie-Foren an, Hier verfügbar.

Bildhöflichkeit:

1. "BACs, die Vektoren Chem114A klonieren" Von Tinastella - (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. „Illustration der Transduktion“ von Momodou Bah (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia