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细菌的秘密武器：什么是专门转导与一般转导的区别？
科学家们在研究细菌的基因传递过程中，发现了一种重要的机制，称为转导。转导是一种病毒或病毒载体将外源DNA引入细胞的过程，通常涉及细菌之间的DNA传递。这一过程被认为是基因水平转移的一种形式，并且不需要捐赠细胞与接收细胞之间的物理接触，这与交配（conjugation）不同。此外，转导还抗DNase（去氧核糖核酸酶）的破坏，这使其成为研究者的宝贵工具，尤其是在分子生物学的应用中。
转导的发现发源于1952年，在威斯康辛大学的诺顿·津德（Norton Zinder）和约书亚·莱德伯格（Joshua Lederberg）进行的研究中。
转导过程分为两种主要的生命周期：裂解循环（lytic cycle）和溶源循环（lysogenic cycle）。在裂解循环中，噬菌体（感染细菌的病毒）利用宿主细菌的生殖、转录和翻译机制来制造新的病毒颗粒，最终使宿主细菌破裂并释放出新生成的病毒颗粒。而在溶源循环中，噬菌体DNA整合到细菌染色体中，以前体（prophage）的形式潜伏，并能够在某些刺激下如UV光的影响下被诱导出来，回到裂解循环。
转导作为基因传递的方法
噬菌体的转导
在噬菌体DNA包装的过程中，由于其低忠实度，可能会将细菌DNA的小片段随机包装到病毒颗粒中。这会导致两种形式的转导。
一般转导
当随机片段的DNA被包装进噬菌体中时，发生一般转导。在裂解阶段，当病毒DNA被包装进噬菌体头部时，如果利用“头部包装”（headful packaging），在包装过程中可能会将细菌DNA一同包装。如果生成的噬菌体携带了部分细菌的DNA并感染另一细菌，随后该DNA在接受细菌内可能经历以下三种结果：
- DNA被回收作为零件。
- 如果最初的DNA是一个质粒，它将在新细胞中重新环状化，变回质粒。
- 如果新DNA与接受细菌的染色体具有同源区域，它将类似于菌株重组的作用进行DNA物质的交换。
专门转导
专门转导是当噬菌体不正确切除时，只有那种靠近前体的细菌基因会被转移到另一细菌中。在这个过程中，由于不正确的切除，与前体相邻的细菌基因被包含在切除的DNA中。然后，这些切除的DNA与病毒DNA一起包装进新病毒颗粒中，当噬菌体攻击新细菌时进行转移。例如在大肠杆菌中，以 λ 噬菌体为例。
侧转导
在侧转导中，更多且更长的细菌DNA片段被转移到另一细菌中。到目前为止，这一形式仅在金黄色葡萄球菌中被描述，但它能够以比一般和专门转导更高的频率转移更多的基因。此过程的起始点为原始的包装位点，许多新的病毒颗粒中会加入大量细菌DNA，如果这些转移的基因提供足够的DNA以进行同源重组，遗传物质就会被插入接受细胞的染色体中。
哺乳动物细胞的转导
通过病毒载体在哺乳动物细胞中进行的转导通常被视为必须的工具，用于插入或修改基因。过程中，将基因设计在插入的质粒中，质粒的两端边缘是病毒序列，由此组分别传递到生产细胞中以便形成感染性的病毒颗粒。这一方法目前在基本研究和基因治疗的潜在手段中非常受到瞩目。
医学应用
在医疗实践中，基因治疗作为一种手段来修正基因疾病，通过直接修正基因错误来达到目的。
总结来说，细菌转导无论是一般转导还是专门转导，都展示了微生物世界中的一种有效的基因转移机制。这不仅对基础研究至关重要，也在医疗和基因治疗中看到了一线希望。你是否想深入研究这些微小生物如何透过转导改变生命的根本呢？
