ТРАНСФОРМАЦІЯ (від лат. Transformatio - перетворення), в молекулярної генетики , зміна спадкових св-в клітин в результаті проникнення в них чужорідної ДНК .
В результаті трансформації клітина-реципієнт може придбати і стійко передавати своїм нащадкам ознака, раніше у неї відсутній, але наявний у клітини донора (Напр., ген стійкості до антибіотиків ).
Т рансформація у мн. бактерій (пневмококи, стрептококи, гемофілія-ні бактерії, бацили) -природно процес, що відбувається в прир. популяціях . При цьому клітини , Здатні поглинати і включати в свою хромосому чужорідну ДНК , Знаходяться в стані т. Зв. компетентності (готовності), наступаючому в певний період життєвого циклу (кінець фази зростання). Розвиток компетентності може йти по "каскадному" типу: клітини , Що стали компетентними, виділяють в середу нізкомол. білок (Т. Зв. Фактор компетентності), к-рий, адсорбируясь на ін. клітинах , Робить їх також компетентними.
Механізм трансформації включає необоротну адсорбцію ДНК клітини-донора (напр., що виділяється в середу в результаті лізису клітин ) На пов-сті клітини-реципієнта. Добре абсорбується лише ДНК , Що має мовляв. масу не менше 300 тис. У більшості бактерій адсорбироваться може ДНК будь-якого походження. У гемофільних бактерій адсорбуються лише такі фрагменти ДНК , К-які несуть специфічний. послідовності з 11 пар нуклеотидів , Характерних лише для ДНК таких бактерій. Видоспецифичен. адсорбція характерна також для гонококів. адсорбція здійснюється на спец. рецепторах , де ДНК зв'язується з особливими білками і "втягується" в клітку . При цьому одна з ниток ДНК руйнується завдяки нуклеазного активності пов'язують ДНК білків , І в клітку надходить уже однониткових ДНК . Вона тут же обволікається молекулами білків , К-які захищають ДНК від клітинних екзонуклеаза і сприяють її контакту з хромосомою , а потім рекомбінації з нею. На цьому процес трансформації завершується.
ДНК можна ввести в бактерії також штучно. Для цього, напр., Бактерії кишкової групи (для них природна трансформація не характерна) охолоджують і обробляють розчинами СаСl2 або RbCl або піддають заморожуванню при низьких т-рах з подальшим розморожуванням. клітини при цьому стають проникними для ДНК , Проте механізм трансформації в цьому випадку зовсім інший, ніж описаний вище.
У бактерії за допомогою трансформації можна ввести також ДНК плазмід . Кінцевим результатом цього є виникнення клітини , Що несе чужорідну плазмиду в автономному стані або включену до складу хромосоми . Механізм проникнення в клітку плазмидной ДНК такий же, як і хромосомної. Однак виникнення однонитевой ДНК і ін. процеси, супутні поглинання, настільки "спотворюють" плазміди , Що ймовірність правильного відновлення кільцевої реплицирующейся форми низька (трансформація клітини мономірними формами плазмід неефективна). Тому вживають мультімерной (що складаються з неск. плазмід ) Форми або плазміди з прямими повторами нуклеотидів , Чому шанси на "складання" повноцінної плазміди підвищуються.
За допомогою плазмід можна також здійснити трансформацію протопластов ( клітини з віддаленої клітинною стінкою), к-які потім регенерують в повноцінні клітини . ДНК , Проникаючи в них, майже не пошкоджується і залишається двунітевой. Плазмідна трансформація багато в чому близька до т. Зв. трансфекції , Коли бактерії поглинають ДНК фага ( вірус бактерій), попередньо виділену з фагових частинок. ця ДНК в бактерії кодує утворення нових частинок фага , К-які руйнують потім бактеріальну клітку і виходять назовні.
Т рансформація у дріжджів м. Б. здійснена тільки штучним шляхом. Для цієї мети використовують протопластів або обробляють клітини солями лужних металів . ДНК проникає в дріжджові протопластів також під дією елект. розрядів (т. зв. електропорація).
Т рансформація клітин ссавців здійсненна тільки штучно в результаті мікроін'єкцій чужорідної ДНК в ядра ембріонів, соматич. клітин або шляхом поглинання ДНК клітинами в культурі тканин . Найчастіше ДНК додають до суміші розчину СаСl2 і фосфатного буфера; утворюється дрібнодисперсний осад, к-рий адсорбується і поглинається клітинами . Можливо також введення ДНК в ліпосомі або шляхом використання в якості переносника ДНК-утримуючи-ного помірного вірусу з включенням в його геном фрагментів ДНК тварин.
клітини рослин не здатні поглинати ДНК . при трансформації клітин дводольних рослин використовують регенерирующие протопластів , Які поглинають вільну ДНК і ДНК , Укладену в ліпосоми . регенеруючі трансформовані протопластів утворюють т. зв. калусних тканина , З до-рій потім формується рослина. Др. способом введення чужорідної ДНК в геном таких ростить. клітин є природне зараження їх бактерією Agrobacterium tume-faciens, несучої Ti- або Ri-плазміди. Ця бактерія здатна проникати в інтактні ростить. клітини , І звільняються потім плазміди вбудовуються в геном . У однодольних рослин ці плазміди не функціонують в клітці , Для їх трансформації вдаватися до прямого переносу ДНК в протопластів , Використовуючи Електропорація. Трансформацію рослин можна здійснювати також шляхом "пострілу" в клітку прискореними частинками вольфраму або золота , На к-які попередньо нанесена ДНК .
Т рансформацію використовують в генетичної інженерії для введення в клітку генів , Несучих задану інформацію.
Т рансформація вперше була відкрита в 1928 Ф. Гриффітом. У 1944 О. Евері із співробітниками показав, що перетворення деяких непатогенних бактерій в патогенні здійснюється в результаті перенесення в геном перших ДНК , Що вивільняється з клітин вірулентних штамів .
Літ .: Кожина Т. І., Захаров І. А., «Успіхи сучасної біології", 1987, т. 104, ст. 1 (4), с. 3-21; Прозоров А. А., Трансформація у бактерій, М., 1988; Sybenga J., "Theor. Appl. Genet.", 1983, v. 66, № 3-4, p. 179-201; Kucherlopati R., Skoultchi AI, "CRC critical rev. Biochem.", 1984, v. 16, № 4, p. 349-79. А. А. Прозоров.
