Hauptunterschied – Transfektion vs. Transduktion

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

Abgedeckte Schlüsselbereiche

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 die gemeinsamen Funktionen 4. Was ist der Unterschied zwischen Transfektion und Transduktion? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Chemisch vermittelte Transfektion, Fremd-DNA, Generalisierte Transduktion, Nicht-Chemikalien-basierte Transfektion, Partikelbasierte Transfektion, Spezialisierte Transduktion, Virus

Was ist Transfektion?

Transfektion ist eine Methode des Gentransfers, bei der das genetische Material mit chemischen, nicht-chemischen oder partikelbasierten Verfahren gezielt in eine andere Zelle eingebracht wird. Der Transfektionsmechanismus beinhaltet die Bildung von Poren auf der Zellmembran, die es der fremden DNA ermöglichen, in die Wirtszelle zu gelangen. Die bei der Transfektion verwendeten Vektortypen sind Plasmide, Cosmide, BACs, YACs oder HACs. Basierend auf dem Mechanismus der Porenbildung können verschiedene Arten von Transfektionsverfahren identifiziert werden. Die drei Arten der Transfektion sind chemisch vermittelte Transfektion, nicht chemisch vermittelte Transfektion und partikelbasierte Transfektion. Die nicht chemisch basierte Transfektion durch BAC ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Elektroporation

Chemisch vermittelte Transfektion verwendet Calciumphosphat, kationische Polymere oder Liposomen. Die nicht chemisch basierte Transfektion verwendet Elektroporation, Impalefektion, Sonoporation, optische Transfektion oder hydrodynamische Abgabe. Die Partikelbasierte Transfektion verwendet die Gen-Gun-Technik, bei der die fremde 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?

Transduktion ist eine weitere Methode des Gentransfers, bei der das genetische Material mit Hilfe viraler Vektoren gezielt in eine andere Zelle eingebracht wird. Hier werden virale Vektoren als Werkzeug verwendet, um fremde DNA in den Zielorganismus einzubringen. Die vier Typen viraler Vektoren, die bei der Transduktion verwendet werden, sind Retroviren, Lentiviren, Adenoviren und Adeno-assoziierte Viren. Die Transduktion wird durch die typischen viralen Reproduktionsmechanismen erreicht. Lysogener Zyklus und lytischer Zyklus sind die beiden Methoden der viralen Reproduktion. Im lysogenen Zyklus verbindet sich die virale DNA mit der bakteriellen DNA und bleibt in den folgenden Generationen ruhend. Der lytische Zyklus kann dann durch externe Faktoren wie UV-Licht induziert werden. In der lytischen Phase existieren die virale DNA und die Wirts-DNA als separate Einheiten in der Zelle. Während der Replikation werden sowohl die virale als auch die Wirts-DNA durch die DNA-Replikationsmechanismen des Wirts repliziert, wobei eine große Anzahl viraler Partikel produziert wird. Dies verursacht die Lyse der Wirtszelle, wodurch neue Viruspartikel freigesetzt werden. Dabei können sowohl virale als auch Wirtsgene zwischen den beiden Genomen ausgetauscht werden. Die Transduktion kann durch zwei verschiedene Methoden erfolgen, je nach Art des genetischen Materials, das übertragen werden soll. Sie sind generalisierte Transduktion und spezialisierte Transduktion. Die generalisierte und spezialisierte Transduktion sind in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Arten der Transduktion

In generalisierte Transduktionkönnen beliebige bakterielle Gene über die viralen Vektoren auf eine andere Wirtszelle übertragen werden. In spezialisierte Transduktion, kann nur ein begrenzter oder ausgewählter Satz von Genen in eine andere Wirtszelle übertragen werden.

Ähnlichkeiten zwischen Transfektion und Transduktion

Unterschied zwischen Transfektion und Transduktion

Definition

Transfektion: Transfektion ist eine Methode des Gentransfers, bei der das genetische Material mit chemischen, nicht-chemischen oder partikelbasierten Verfahren gezielt in eine andere Zelle eingebracht wird.

Übertragung: Transduktion ist eine Methode des Gentransfers, bei der das genetische Material mit Hilfe viraler Vektoren gezielt in eine andere Zelle eingebracht wird.

Vermittelt durch

Transfektion: Die Transfektion wird durch chemische oder nicht-chemische Methoden vermittelt.

Übertragung: Die Transduktion wird durch virale Vektoren vermittelt.

Biologisch/Nicht-biologisch

Transfektion: Die Transfektion ist eine nicht-biologische Methode.

Übertragung: Die Transduktion ist eine biologische Methode.

Mechanismus

Transfektion: Die Transfektion wird durch das Öffnen vorübergehender Poren in der Zellmembran erreicht.

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

Art von Vektoren

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

Übertragung: Bei der Transduktion werden virale Vektoren wie Retroviren und Lentiviren verwendet.

Typen

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

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

Abschluss

Transfektion und Transduktion sind zwei Arten von Verfahren, die verwendet werden, um fremdes genetisches Material in eine andere Zelle zu übertragen. Die Transfektion basiert auf den chemischen, nicht-chemischen oder partikelbasierten Verfahren, während die Transfektion auf den viralen Vektor-vermittelten Verfahren 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. „Transformation, Transduktion und Transfektion – Gentransfermethoden.“ Melden Sie sich bei den Biotechnologie-Foren an, hier verfügbar.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „BACs-Klonierungsvektoren Chem114A“ von Tinastella – (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia 2. „Transduktionsillustration“ von Momodou Bah (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia