Hauptunterschied – Transfektion vs. Transduktion
In der Bio- und Gentechnik werden fremde Gene in die Genome der Organismen eingebracht mit dem Ziel, die Eigenschaften der Organismen zu verbessern. Es stehen physikalische, chemische und biologische Verfahren zur Verfügung, um fremde DNA in Wirtszellen einzuführen. Transfektion und Transduktion sind zwei Arten von Gentransfermethoden, die in der Molekularbiologie verwendet werden. Der Hauptunterschied zwischen Transfektion und Transduktion besteht darin, dass die Transfektion eine nicht auf Viren basierende Gentransfertechnik ist, die chemische und physikalische Methoden verwendet, während die Transduktion ein auf Viren basierendes Gentransfersystem ist. Die Transfektion wird durch einen chemischen oder nicht-chemischen Träger erleichtert, während die Transduktion durch ein virales Partikel erfolgt.
Was ist Transfektion?
Die Transfektion ist eine Gentransfermethode, bei der nicht-virale Vektoren zur Geneinführung verwendet werden. Die Transfektion kann mit chemischen Trägern wie Calciumphosphat, kationischen Polymeren, Liposomen oder mit nicht-chemischen Methoden wie Elektroporation, Mikroprojektilbeschuss usw. durchgeführt werden. Das Prinzip hinter der Transfektion ist die Erhöhung der Permeabilität von Zellmembranen, um das Eindringen fremder DNA zu ermöglichen innerhalb der Zellen. Dies geschieht durch Öffnen der vorübergehenden Poren in der Zellmembran.
Liposomen sind kleine Vesikel mit einer Membran aus Phospholipidmolekülen ähnlich der Zellmembran. Sie können aufgrund ihrer Zusammensetzung leicht mit Zellmembranen verschmolzen werden. Liposomen werden verwendet, um fremde DNA aufgrund dieser Leichtigkeit der Verschmelzung mit Zellmembranen in Zellen zu transportieren. Der Mikroprojektilbeschuss ist eine weitere Transfektionsmethode, bei der Gold- oder Wolframpartikel mit hoher Geschwindigkeit, die mit fremder DNA beschichtet sind, in die Zellen eingebracht werden. Die Elektroporation verwendet ein elektrisches Feld, um transiente Poren zu öffnen und die Durchlässigkeit der Zellmembran für die Aufnahme fremder DNA zu erhöhen. Calciumphosphat-Nanopartikel werden auch bei der Transfektion verwendet, um fremde DNA in eukaryotische Zellen zu transportieren.
Abbildung 01: Transfektion
Was ist Transduktion?
Viren sind intrazelluläre Parasiten, die die natürliche Fähigkeit haben, ihr genetisches Material ohne Unterstützung durch eine Infektion in Wirtszellen einzuschleusen. Biotechnologische Ansätze haben diese Möglichkeit erforscht, fremde DNA mit bestimmten Genen in Wirtsorganismen zu übertragen. Dieser Vorgang wird Transduktion genannt. Daher kann die Transduktion als eine Technik definiert werden, die ein Virus oder einen viralen Vektor zum Einführen fremder DNA in Wirtszellen verwendet. Unter diesen Viren sind Bakteriophagen bei der Transduktion beliebt. Bakteriophagen sind eine Gruppe von Viren, die Bakterien infizieren. Sie sind in der Lage, bakterielles Erbmaterial durch Infektion von einem Bakterium zu einem anderen Bakterium zu mobilisieren. T4 und Phagenlamda sind beliebt für Gentransfertechniken.
Transduktion ist eine übliche Art der Übertragung von genetischem Material zwischen Bakterien. Es erfolgt über lytische oder lysogene Zyklen. Im lytischen Zyklus zerstören Bakterienzellen neue Phagen mit integriertem Genom und setzen sie nach außen frei. Im lysogenen Zyklus integriert sich das genetische Material von Phagen in bakterielle Chromosomen und wird für mehrere Generationen inaktiv.
Abbildung 02: Generalisierte Transduktion
Was ist der Unterschied zwischen Transfektion und Transduktion?
Transfektion vs. Transduktion |
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| Transfektion ist ein Werkzeug des Gentransfers, das chemische oder nichtchemische Träger in eukaryotischen Zellen verwendet. | Die Transduktion ist ein Werkzeug des Gentransfers, das einen Virus oder viralen Vektor verwendet, der unter Bakterien üblich ist. |
| Auftraggeber | |
| Dies geschieht durch Öffnen der vorübergehenden Poren in den Zellmembranen. | Das Virus infiziert die Wirtszelle und fügt sein genetisches Material und rekombinierte DNA-Fragmente in das Bakteriengenom ein. |
| Wesen der Methode | |
| Die Transfektion kann mit chemischen und physikalischen Methoden durchgeführt werden. | Transduktion ist eine biologische Methode des Gentransfers. |
| Verschiedene Typen | |
| Liposomentransfektion, Elektroporation, Mikroprojektilbeschuss sind Beispiele für Transfektionsverfahren. | Generalisiert und spezialisiert sind zwei Arten von Transduktionsmethoden. |
Zusammenfassung – Transfektion vs. Transduktion
Transfektion und Transduktion sind gängige Werkzeuge, die in der Biotechnologie verwendet werden, um fremde Gene in Wirtszellen einzuführen. Die Transfektion wird unter Verwendung nichtviraler Systeme wie chemischer und nichtchemischer Träger durchgeführt. Die Transduktion ist ein Werkzeug, das fremde Gene oder DNA unter Verwendung viraler Systeme in Wirtszellen einführt. Während der Transfektion wird DNA absichtlich in Wirtszellen eingeführt, während die Transduktion auf natürliche Weise von Viren durchgeführt wird. Dies ist der Unterschied zwischen Transfektion und Transduktion. Beide Prozesse sind in der Gentherapie wichtig.
