Transformation (genetik)
I molekylærbiologi er transformation den genetiske ændring af en celle ved direkte optagelse og ekspression af DNA fra dens omgivelser.
Transformation sker naturligt i nogle bakteriearter og kan også ske kunstigt. Bakterier, der er i stand til at blive transformeret, enten naturligt eller kunstigt, kaldes kompetente bakterier.
Transformation er en af tre processer, hvorved genetisk materiale udefra kan komme ind i bakterieceller. De to andre er konjugation (overførsel af genetisk materiale mellem to bakterieceller i direkte kontakt) og transduktion (indsprøjtning af fremmed DNA med en bakteriofag i værten).
Transformation kan også bruges til at beskrive indsættelse af nyt genetisk materiale i ikke-bakterielle celler, f.eks. dyre- og planteceller. Introduktion af fremmed DNA i eukaryote celler kaldes normalt "transfektion".
Historie
Transformation blev først demonstreret i 1928 af den britiske bakteriolog Frederick Griffith. Griffith opdagede, at en harmløs stamme af Streptococcus pneumoniae kunne gøres virulent efter at være blevet udsat for varmedræbte virulente stammer.
Griffith mente, at et "transformerende princip" fra den varmedræbte stamme var ansvarlig for at gøre den harmløse stamme virulent. I 1944 identificerede Oswald Avery, Colin MacLeod og Maclyn McCarty dette omdannende princip som værende genetisk. De isolerede DNA fra en virulent stamme af S. pneumoniae og kunne ved hjælp af netop dette DNA gøre en uskadelig stamme virulent. De kaldte denne optagelse og inkorporering af DNA i bakterier for "transformation". Se Avery-MacLeod-McCarty-forsøget.
Resultaterne af disse eksperimenter blev i første omgang modtaget med skepsis af det videnskabelige samfund. Først da Joshua Lederberg opdagede andre metoder til genetisk overførsel (konjugation i 1947 og transduktion i 1953), blev Averys eksperimenter accepteret. Transformation blev først en rutineprocedure i laboratorierne i 1972, da Cohen med succes transformerede Escherichia coli ved at behandle bakterierne med calciumchlorid. Dette skabte en effektiv og bekvem procedure til at transformere bakterier og banede vejen for bioteknologi og forskning.
Transformation af dyre- og planteceller blev også undersøgt, og den første transgene mus blev skabt ved at injicere et gen for et væksthormon fra rotter i et museembryo i 1982.
I 1907 opdagede man en bakterie, Agrobacterium tumefaciens, der forårsagede plantetumorer, og i begyndelsen af 1970'erne fandt man ud af, at det tumorinducerende middel var et DNA-plasmid kaldet Ti-plasmidet. Ved at fjerne de gener i plasmidet, der forårsagede tumoren, og tilføje nye gener kunne forskerne inficere planter med A. tumefaciens og lade bakterierne indsætte deres valgte DNA i planternes genomer.
Ikke alle planteceller er modtagelige for infektion med A. tumefaciens, så der blev udviklet andre metoder, herunder elektroporation og mikroinjektion. Partikelbombardement blev muliggjort med opfindelsen af Biolistic Particle Delivery System (genkanon) af John Sanford i 1990.
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er transformation inden for molekylærbiologi?
A: Transformation er processen med genetisk ændring af en celle ved direkte optagelse og udtryk af DNA fra dens omgivelser.
Q: I hvilke arter af bakterier forekommer transformation naturligt?
A: Transformation forekommer naturligt i nogle bakteriearter.
Q: Hvad er betegnelsen for bakterier, der er i stand til at blive transformeret?
A: Bakterier, der er i stand til at blive transformeret, kaldes kompetente.
Q: Hvad er de to andre processer, hvormed genetisk materiale udefra kan bringes ind i bakterieceller, udover transformation?
A: De to andre processer, hvormed genetisk materiale udefra kan bringes ind i bakterieceller, er konjugation og transduktion.
Q: Kan transformation udføres kunstigt?
A: Ja, transformation kan også udføres kunstigt.
Q: Hvad er definitionen på transfektion?
A: Transfektion er processen med at introducere nyt genetisk materiale i ikke-bakterielle celler, såsom dyre- og planteceller.
Q: Hvordan adskiller transduktion sig fra transformation?
A: Transduktion involverer indsprøjtning af fremmed DNA med en bakteriofag i værten, mens transformation involverer direkte optagelse og udtryk af DNA fra omgivelserne.
