Transformacja DNA

Transformacja – zjawisko i proces aktywnego pobierania DNA (zwykle plazmidowego) z otoczenia przez organizmy jednokomórkowe, najczęściej bakterie i drożdże. Zdolność do transformacji nazywa się kompetencją. Polega ona na syntezie niskocząsteczkowego białka, nazywanego czynnikiem kompetencji[1].

Kompetencja jest uwarunkowana genetycznie, zależy od stanu fizjologicznego komórek i od fazy wzrostu. Naturalnie bakterie i drożdże mają stosunkowo niską kompetencję[2].

Transformacja w celach eksperymentalnych:

  • indukcja kompetencji przez zabiegi przedtransformacyjne, np.: traktując mikroorganizmy roztworami soli, np.: chlorku wapnia[3],
  • transformacja protoplastów, w której pozbawione ściany komórkowej protoplasty są zdolne do pobrania plazmidowego DNA[4],
  • zwiększenie przepuszczalności błon biologicznych prowadzące do ich fuzji pod wpływem pola elektrycznego (elektroporacja)[5].

Transformacja pełni u bakterii funkcję namiastki procesu płciowego, umożliwiając wprowadzenie genów, często z organizmów bardzo odległych systematycznie. Zjawisko transformacji ma ogromne znaczenie medyczne, gdyż geny warunkujące lekooporność są wymieniane na plazmidach, znacznie przyspieszając rozprzestrzenianie się oporności na antybiotyki[6].

Zjawisko transformacji ma rozległe zastosowanie w technikach biologii molekularnej. Jest używane do klonowania genów, powielania plazmidowego DNA, wymuszonej ekspresji obcych genów w organizmach jednokomórkowych itp.[5]

Zjawisko to po raz pierwszy zaobserwował i opisał Frederick Griffith w roku 1928, wykonując doświadczenie określane współcześnie jako „eksperyment Griffitha”[7].

Zobacz też

inne metody wprowadzania DNA do komórki:

Przypisy

  1. ↑ Inês Chen, David Dubnau, DNA uptake during bacterial transformation, „Nature Reviews. Microbiology”, 2 (3), 2004, s. 241–249, DOI: 10.1038/nrmicro844, PMID: 15083159 [dostęp 2022-10-10] (ang.).
  2. ↑ M.G. Lorenz, W Wackernagel, Bacterial gene transfer by natural genetic transformation in the environment, „Microbiological Reviews”, 58 (3), 1994, s. 563–602, DOI: 10.1128/mr.58.3.563-602.1994, PMID: 7968924, PMCID: PMC372978 [dostęp 2022-10-10] (ang.).
  3. ↑ Azka Asif i inni, Revisiting the Mechanisms Involved in Calcium Chloride Induced Bacterial Transformation, „Frontiers in Microbiology”, 8, 2017, s. 2169, DOI: 10.3389/fmicb.2017.02169, PMID: 29163447, PMCID: PMC5681917 [dostęp 2022-10-10].
  4. ↑ Calum Johnston i inni, Bacterial transformation: distribution, shared mechanisms and divergent control, „Nature Reviews. Microbiology”, 12 (3), 2014, s. 181–196, DOI: 10.1038/nrmicro3199, PMID: 24509783 [dostęp 2022-10-10] (ang.).
  5. ↑ a b H. Zhu, R.A. Dean, A novel method for increasing the transformation efficiency of Escherichia coli--application for bacterial artificial chromosome library construction, „Nucleic Acids Research”, 27 (3), 1999, s. 910–911, DOI: 10.1093/nar/27.3.910, PMID: 9889291, PMCID: PMC148265 [dostęp 2022-10-10] (ang.).
  6. ↑ M.C. Maiden, Horizontal genetic exchange, evolution, and spread of antibiotic resistance in bacteria, „Clinical Infectious Diseases”, 27 Suppl 1, 1998, S12–20, DOI: 10.1086/514917, PMID: 9710667 [dostęp 2022-10-10] (ang.).
  7. ↑ Melanie Blokesch, Natural competence for transformation, „Current biology: CB”, 26 (21), 2016, R1126–R1130, DOI: 10.1016/j.cub.2016.08.058, PMID: 27825443 [dostęp 2022-10-10] (ang.).