Transformacija (genetika)
V molekularni biologiji je transformacija genetska sprememba celice z neposrednim sprejemom in izražanjem DNK iz okolice.
Pri nekaterih vrstah bakterij se transformacija pojavlja naravno, lahko pa jo izvedemo tudi umetno. Bakterije, ki se lahko naravno ali umetno preoblikujejo, imenujemo kompetentne.
Transformacija je eden od treh postopkov, s katerimi lahko v bakterijske celice vnesemo zunanji genski material. Druga dva sta konjugacija (prenos genskega materiala med dvema bakterijskima celicama v neposrednem stiku) in transdukcija (vnos tuje DNK z bakteriofagom v gostitelja).
Transformacija se lahko uporablja tudi za opis vnašanja novega genskega materiala v nebakterijske celice, kot so živalske in rastlinske celice. Vnos tuje DNK v evkariontske celice se običajno imenuje "transfekcija".
Zgodovina
Preobrazbo je leta 1928 prvič dokazal britanski bakteriolog Frederick Griffith. Griffith je odkril, da lahko neškodljivi sev Streptococcus pneumoniae postane virulenten, ko je izpostavljen toplotno uničenim virulentnim sevom.
Griffith je menil, da je neškodljivi sev postal virulenten zaradi nekega "transformacijskega načela" iz toplotno uničenega seva. Leta 1944 so Oswald Avery, Colin MacLeod in Maclyn McCarty ugotovili, da je to preoblikovalno načelo genetsko. Izolirali so DNK iz virulentnega seva S. pneumoniae in samo s to DNK uspeli neškodljiv sev narediti virulenten. To, da so bakterije sprejele in vgradile DNK, so poimenovali "transformacija". Glej poskus Avery-MacLeod-McCarty.
Znanstvena skupnost je rezultate teh poskusov sprva sprejela skeptično. Šele ko je Joshua Lederberg odkril druge metode genskega prenosa (konjugacijo leta 1947 in transdukcijo leta 1953), so bili Averyjevi poskusi sprejeti. Transformacija je postala rutinski postopek v laboratorijih šele leta 1972, ko je Cohen uspešno transformiral Escherichia coli z obdelavo bakterij s kalcijevim kloridom. S tem je bil ustvarjen učinkovit in priročen postopek za transformacijo bakterij ter odprta pot biotehnologiji in raziskavam.
Preučevali so tudi transformacijo živalskih in rastlinskih celic, pri čemer je bila leta 1982 z vbrizganjem gena za podganje rastne hormone v mišji zarodek ustvarjena prva transgena miška.
Leta 1907 so odkrili bakterijo Agrobacterium tumefaciens, ki je povzročala tumorje na rastlinah, v začetku 70. let prejšnjega stoletja pa so ugotovili, da je povzročitelj tumorjev plazmid DNK, imenovan plazmid Ti. Z odstranitvijo genov v plazmidu, ki so povzročali tumor, in dodajanjem novih genov so raziskovalci lahko okužili rastline z A. tumefaciens in bakteriji dovolili, da v genome rastlin vstavi izbrano DNK.
Vse rastlinske celice niso dovzetne za okužbo z A. tumefaciens, zato so bile razvite druge metode, vključno z elektroporacijo in mikroinjekcijo. Bombardiranje z delci je omogočil John Sanford z izumom sistema Biolistic Particle Delivery System (genska pištola) leta 1990.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je transformacija v molekularni biologiji?
O: Transformacija je proces genetske spremembe celice z neposrednim sprejemom in izražanjem DNK iz okolice.
V: Pri katerih vrstah bakterij se transformacija pojavlja naravno?
O: Preobrazba se naravno pojavlja pri nekaterih vrstah bakterij.
V: Kakšen izraz se uporablja za bakterije, ki se lahko preoblikujejo?
O: Bakterije, ki se lahko preoblikujejo, se imenujejo kompetentne.
V: Katera sta poleg transformacije še dva postopka, s katerima se lahko v bakterijske celice vnese zunanji genski material?
O: Druga dva postopka, s katerima se lahko v bakterijske celice vnese zunanji genski material, sta konjugacija in transdukcija.
V: Ali se lahko transformacija izvede umetno?
O: Da, transformacijo je mogoče izvesti tudi umetno.
V: Kakšna je definicija transfekcije?
O: Transfekcija je postopek vnosa novega genskega materiala v nebakterijske celice, kot so živalske in rastlinske celice.
V: Kako se transdukcija razlikuje od transformacije?
O: Transdukcija vključuje vnos tuje DNK z bakteriofagom v gostitelja, medtem ko transformacija vključuje neposreden sprejem in izražanje DNK iz okolice.
