Transformare (genetică)
În biologia moleculară, transformarea este modificarea genetică a unei celule prin absorbția și exprimarea directă a ADN-ului din mediul său înconjurător.
Transformarea are loc în mod natural la unele specii de bacterii și poate fi realizată și pe cale artificială. Bacteriile care sunt capabile să fie transformate, fie în mod natural, fie în mod artificial, se numesc competente.
Transformarea este unul dintre cele trei procese prin care materialul genetic extern poate fi introdus în celulele bacteriene. Celelalte două sunt conjugarea (transferul de material genetic între două celule bacteriene aflate în contact direct) și transducția (injectarea de ADN străin de către un bacteriofag în gazdă).
Transformarea poate fi utilizată și pentru a descrie inserția de material genetic nou în celule nebacteriene, cum ar fi celulele animale și vegetale. Introducerea de ADN străin în celulele eucariote este denumită de obicei "transfecție".
Istoric
Transformarea a fost demonstrată pentru prima dată în 1928 de către bacteriologul britanic Frederick Griffith. Griffith a descoperit că o tulpină inofensivă de Streptococcus pneumoniae poate deveni virulentă după ce a fost expusă la tulpini virulente ucise prin căldură.
Griffith a crezut că un "principiu de transformare" din tulpina ucisă prin căldură a fost responsabil pentru virulența tulpinii inofensive. În 1944, Oswald Avery, Colin MacLeod și Maclyn McCarty au identificat acest principiu transformator ca fiind genetic. Aceștia au izolat ADN dintr-o tulpină virulentă de S. pneumoniae și, folosind doar acest ADN, au reușit să facă virulentă o tulpină inofensivă. Aceștia au numit această absorbție și încorporare a ADN-ului de către bacterii "transformare". A se vedea experimentul Avery-MacLeod-McCarty.
Rezultatele acestor experimente au fost la început primite cu scepticism de către comunitatea științifică. Experimentele lui Avery au fost acceptate abia după descoperirea altor metode de transfer genetic (conjugarea în 1947 și transducția în 1953) de către Joshua Lederberg. Transformarea nu a devenit o procedură de rutină în laboratoare până în 1972, când Cohen a transformat cu succes Escherichia coli prin tratarea bacteriilor cu clorură de calciu. Acest lucru a creat o procedură eficientă și convenabilă de transformare a bacteriilor și a deschis calea pentru biotehnologie și cercetare.
Transformarea celulelor animale și vegetale a fost, de asemenea, investigată, primul șoarece transgenic fiind creat prin injectarea unei gene pentru un hormon de creștere de șobolan într-un embrion de șoarece în 1982.
În 1907 a fost descoperită o bacterie care provoca tumori la plante, Agrobacterium tumefaciens, iar la începutul anilor 1970 s-a descoperit că agentul care induce tumorile este o plasmidă ADN numită plasmidă Ti. Prin îndepărtarea genelor din plasmidă care provocau tumorile și adăugarea de noi gene, cercetătorii au reușit să infecteze plantele cu A. tumefaciens și să lase bacteria să insereze ADN-ul ales în genomul plantelor.
Nu toate celulele vegetale sunt sensibile la infecția cu A. tumefaciens, astfel încât au fost dezvoltate alte metode, inclusiv electroporarea și microinjectarea. Bombardamentul cu particule a devenit posibil odată cu inventarea sistemului de livrare a particulelor biolitice (tunul de gene) de către John Sanford în 1990.
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce este transformarea în biologia moleculară?
R: Transformarea este procesul de alterare genetică a unei celule prin absorbția și exprimarea directă a ADN-ului din mediul său înconjurător.
Î: La ce specie de bacterii are loc transformarea în mod natural?
R: Transformarea are loc în mod natural la unele specii de bacterii.
Î: Care este termenul utilizat pentru bacteriile care sunt capabile să se transforme?
R: Bacteriile care sunt capabile să fie transformate se numesc competente.
Î: În afară de transformare, care sunt celelalte două procese prin care materialul genetic extern poate fi introdus în celulele bacteriene?
R: Celelalte două procese prin care materialul genetic extern poate fi introdus în celulele bacteriene sunt conjugarea și transducția.
Î: Poate fi realizată transformarea în mod artificial?
R: Da, transformarea poate fi realizată și pe cale artificială.
Î: Care este definiția transfecției?
R: Transfecția este procesul de introducere de material genetic nou în celule nebacteriene, cum ar fi celulele animale și vegetale.
Î: Prin ce se deosebește transducția de transformare?
R: Transducția implică injectarea ADN străin de către un bacteriofag în gazdă, în timp ce transformarea implică absorbția și exprimarea directă a ADN din mediul înconjurător.
