Differenza tra plasmidi e trasposoni

Differenza principale - Plasmid vs Transposon

I plasmidi e i trasposoni sono due tipi di elementi genetici mobili, che sono coinvolti nel trasferimento di materiale genetico tra genomi e cromosomi rispettivamente. Le sequenze di inserimento (IS) e gli episodi sono gli altri tipi di elementi genetici mobili. Un plasmide è una molecola di DNA auto-replicante extra cromosomica che si verifica naturalmente nei batteri mentre il trasposone è una sequenza di DNA che si muove in diverse posizioni all'interno di un genoma. I plasmidi sono in genere molecole circolari a doppio filamento. I trasposoni sono chiamati 'saltare i geni', e possono causare mutazioni e modificare la quantità di DNA nel genoma. Il differenza principale tra plasmide e trasposone è quello il plasmide trasferisce il materiale genetico tra i genomi mentre il trasposone trasferisce il materiale genetico tra i cromosomi all'interno dello stesso genoma.

Aree chiave coperte

1. Cos'è un plasmide
- Definizione, Classi, Caratteristiche
2. Cos'è un trasposone
- Definizione, Classi, Caratteristiche
3. Quali sono le somiglianze tra il plasmidio e il trasposone
- Profilo delle caratteristiche comuni
4. Qual è la differenza tra il plasmidio e il trasposone
- Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: Col Plasmidi, Plasmidi coniugale, Plasmidi degradanti, Transposoni di DNA, Plasmidi F, Geni di salto, Elementi genetici mobili, Plasmidi, Plasmidi di resistenza, Retrotrasposoni, Trasposasi, Trasposoni, Plasmidi di Virulenza

Cos'è un plasmide

Un plasmide si riferisce a un elemento genetico che si replica indipendentemente dai cromosomi. I plasmidi sono molecole di DNA circolare a doppio filamento, che si verificano nel citoplasma dei batteri, nell'archaea, nel lievito e nei protozoi. Le dimensioni di un plasmide possono variare da 1 a 1.000 kbp. Da uno a migliaia di diversi tipi di plasmidi possono essere identificati in diversi tipi di cellule. La funzione principale dei plasmidi in natura è coinvolgere nella coniugazione, che è un meccanismo di trasferimento genico orizzontale (HGT). L'HGT si riferisce al movimento di materiale genetico tra organismi.

Sebbene i plasmidi siano presenti nei batteri, non sono necessari per la sopravvivenza dei batteri in condizioni normali. Contengono informazioni necessarie per resistenza agli antibiotici, resistenza ai metalli, fissazione dell'azoto e produzione di tossine. I plasmidi presenti in natura possono essere modificati da in vitro tecniche come la trasformazione del codice. I plasmidi sono tipi di vettori usati come veicoli per trasportare informazioni genetiche su una seconda cellula. Viene mostrato un vettore plasmide Figura 1.

Figura 1: pBR322

Caratteristiche dei plasmidi

Può auto-replicarsi all'interno di una cella
Può essere facilmente isolato dalle cellule
Avere un sito di restrizione unico per uno o più enzimi di restrizione
L'inserimento di un pezzo di DNA estraneo non può alterare le sue proprietà di replicazione
Può essere reintrodotto sequenzialmente in nuove celle e i trasformanti possono essere selezionati
Non si verificano liberamente in natura

Classificazione dei plasmidi

I plasmidi possono essere classificati in diversi modi. Sulla base del meccanismo di coniugazione, i plasmidi possono essere classificati come plasmidi coniugativi e non coniugativi. Plasmidi coniugali consistono in un insieme di trasferimenti (Tra) geni codificati per sesso pili, che promuovono la coniugazione (riproduzione sessuale) dei batteri. La trasformazione dei plasmidi da uno ad un altro avviene tramite il sesso pilli. I plasmidi non coniugativi vengono trasferiti con l'aiuto di plasmidi coniugativi. La coniugazione batterica è mostrata in figura 2.

Figura 2: coniugazione

Cinque classi di plasmidi possono anche essere identificate in base alla loro funzione:

F-plasmidi - F plasmidi contengono Tra. Pertanto, sono in grado di esprimere sesso pilli durante la coniugazione.
Plasmidi di resistenza - I plasmidi di resistenza contengono geni che forniscono resistenza agli antibiotici o ai veleni. Erano storicamente noti come fattori R prima che la natura dei plasmidi fosse compresa.
Col plasmidi - I plasmidi di col contengono geni che codificano per batteriocine, proteine che possono uccidere altri batteri.
Plasmidi degradativi - I plasmidi degradativi consentono la digestione di sostanze insolite come il toluene e l'acido salicilico.
Virulenza plasmidi - I plasmidi della virulenza trasformano il batterio in un agente patogeno.

Cos'è un trasposone

Un trasposone si riferisce a un segmento cromosomico che può essere traslocato tra DNA cromosomico, plasmidico o fago. I trasposoni sono anche noti come elementi trasponibili (TE). La trasposizione avviene in assenza di una sequenza complementare nel DNA ospite. I trasposoni causano mutazioni nel genoma. Durante la trasposizione, la dimensione del genoma può essere aumentata o diminuita. Poiché i trasposoni possono contenere geni, sono noti come geni che saltano.

Classificazione del Transposon

Le due classi di trasposoni sono retrotrasposoni e trasposoni del DNA. Viene mostrato il ciclo di vita di un retrotrasposone figura 3.

Figura 3: ciclo di retrotrasposizione

retrotrasposoni trasporre attraverso un intermedio RNA usando un metodo 'copia e incolla'; una copia di RNA di un segmento di DNA è fatta in un primo momento, e quindi viene ritrascritto in un segmento di DNA. Ripetizioni terminali lunghe (LTR) e brevi ripetizioni di terminale (STR) sono i due tipi di retrotrasposoni. La maggior parte dei retrotrasposoni sono LTR. Il trasposone LTR esibisce una struttura e una funzione simili ai retrovirus. Viene mostrato un trasposone LTR figura 4.

Figura 4: LTR Transposon

Trasposoni di DNA trasporre attraverso un metodo "taglia e incolla"; un trasposone viene tagliato da una posizione del genoma e inserito in un'altra posizione. La trasposasi è l'enzima coinvolto nella trasposizione del DNA. Viene mostrato un trasposone del DNA batterico figura 5.

Figura 5: trasposone del DNA batterico

I trasposoni del DNA sono fiancheggiati da due ripetizioni invertite terminali (TIR), che sono riconosciute dalla trasposasi per l'escissione. Al momento dell'inserimento, il DNA nel sito bersaglio viene duplicato, formando duplicazioni del sito bersaglio (TSD). Il meccanismo di trasposizione del DNA è mostrato in figura 6.

Figura 6: trasposizione del DNA

In entrambe le classi di trasposoni, possono essere presenti gli elementi non autonomi che non codificano le proteine richieste dalla mobilizzazione del trasposone. Pertanto, questi trasposoni sono presumibilmente dipendenti da trasposoni autonomi per la loro mobilità. Ad esempio, ilelementi trasponibili in miniatura invertiti-ripetuti (MITES) sono brevi (80-500 bp) elementi simili al trasposone del DNA. Sono presenti principalmente negli eucarioti, in particolare nelle specie vegetali. Sebbene abbiano TIR e siano affiancati da TSD, i MITE non hanno il gene codificante per la trasposizione. Pertanto, i MITE sono presumibilmente dipendenti da trasposoni di DNA autonomi per la loro mobilizzazione.

Somiglianze tra plasmidi e trasposoni

Plasmidi e trasposoni sono due tipi di elementi genetici mobili, coinvolti nel trasferimento di materiale genetico tra genomi e cromosomi rispettivamente.
Sia i plasmidi che i trasposoni sono costituiti da DNA a doppio filamento.
Sia i plasmidi che i trasposoni avvengono naturalmente all'interno delle cellule.

Differenza tra plasmidi e trasposoni

Definizione

plasmidi: Un plasmide si riferisce a un elemento genetico che si replica indipendentemente dai cromosomi.

trasposoni: Un trasposone si riferisce a un segmento cromosomico che può essere traslocato tra DNA cromosomico, plasmidico o fagico.

Significato

plasmidi: Un plasmide è una molecola di DNA auto-replicante extra cromosomica, presente naturalmente nei batteri.

trasposoni: Il trasposone è una sequenza di DNA che si muove in diverse posizioni all'interno di un genoma.

avvenimento

plasmidi: I plasmidi si trovano naturalmente nei batteri e in alcune cellule eucariotiche.

trasposoni: I trasposoni si verificano nei batteri e in tutte le cellule eucariotiche.

Classi

plasmidi: I plasmidi di F, i plasmidi di resistenza, i plasmidi del colon, il plasmide degradativo e i plasmidi di virulenza sono le cinque classi di plasmidi.

trasposoni: I retrotrasposoni e i trasposoni del DNA sono le due classi di trasposoni.

Self-replica

plasmidi: I plasmidi sono auto-replicanti all'interno della cellula.

trasposoni: I trasposoni non sono segmenti di DNA auto-replicativi.

Caratteristiche peculiari

plasmidi: I plasmidi consistono in un'origine di replicazione, promotore, geni di resistenza agli antibiotici e siti di clonazione multipli.

trasposoni: I trasposoni sono costituiti da una regione codificante per trasposasi, geni trasponibili e ripetizioni terminali.

Vettori

plasmidi: I plasmidi sono usati come vettori per produrre DNA ricombinante.

trasposoni: I trasposoni sono usati come vettori per inserire diverse basi nella mutagenesi inserzionale.

Alterazioni del genoma

plasmidi: I plasmidi possono essere usati per inserire nuovi geni nel genoma di un altro organismo.

trasposoni: I trasposoni sono mutageni che a volte causano malattie genetiche.

Conclusione

I plasmidi e il trasposone sono due tipi di elementi genetici mobili che trasferiscono i segmenti del DNA. Sia i plasmidi che il trasposone si trovano naturalmente all'interno delle cellule. I plasmidi sono molecole di DNA circolare e auto-replicanti, presenti principalmente nei batteri. Possono essere usati per trasferire geni tra genomi. I trasposoni sono segmenti di DNA che si muovono in diverse posizioni all'interno del genoma. La principale differenza tra plasmide e trasposone è il loro ruolo; il plasmide trasferisce il materiale genetico tra i genomi mentre il trasposone trasferisce il materiale genetico tra i cromosomi all'interno dello stesso genoma.

Riferimento:

1. "Plasmidi". Microbiologia illimitata, disponibile qui.
2. Muñoz-López, Martín e José L. García-Pérez. "DNA Transposon: natura e applicazioni in genomica". Current Genomics, Bentham Science Publishers Ltd., aprile 2010, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "PBR322" di Ayacop (+ Yikrazuul) - Opera propria (di pubblico dominio) via Commons Wikimedia
2. "Coniugazione" di Adenosine - Opera personale (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. "Retrotransposons" di Mariuswalter - Opera propria (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
4. "Transposon composito" di Jacek FH - autoprodotto, basato su Image: Composite transposon.jpg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
5. "DNA Transposon" di Mariuswalter - Opera propria (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia

Scienza