في أوائل القرن العشرين ، كان عالم بكتيريا بريطاني يدعى فريدريك جريفيث يعمل مع البكتيريا المسببة للالتهاب الرئوي المكورات العقدية الرئوية . أجرى تجربة بسيطة باستخدام سلالتين مختلفتين. تعرف سلالة واحدة باسم سلالة S بسبب كبسولة واقية تجعل المستعمرات أو الكتل التي تشكلها تبدو ناعمة ، كما تجعلها خبيثة أو ضارة. والثاني كان سلالة R ، وهي نسخة من البكتيريا التي تفتقر إلى الكبسولة الواقية ، مما يمنح المستعمرات مظهرا خشنا ويجعلها غير خبيثة.
أولا ، أخذ جريفيث بعضا من بكتيريا السلالة S وقام بتسخينها ، مما أدى إلى إنتاج نسخة مقتولة بالحرارة من سلالة S. ثم جمع بعض الفئران وقسمها إلى أربع مجموعات. قام بحقن المجموعة الأولى بسلالة S الخبيثة ، والثانية بسلالة R غير الخبيثة. قام بجرعات المجموعة الثالثة بسلالة S المقتولة بالحرارة ، وأخيرا ، تم الجمع بين سلالة S المقتولة بالحرارة وسلالة R معا ، وحقن هذا المزيج في المجموعة الرابعة. كما هو متوقع ، ماتت الفئران في المجموعة الأولى ، وعاشت الفئران في المجموعة الثانية والثالثة. لكن لدهشة جريفيث ، ماتت الفئران في المجموعة الأخيرة أيضا.
عندما نشر دراسته في عام 1928 ، أطلق على هذا التحول الغامض للعملية ، حيث تكهن بوجود مبدأ تحويل أساسي ، مما سمح للسلالة غير الخبيثة سابقا بأن تصبح قاتلة. في وقت لاحق ، في عام 1943 ، أفاد أفيرت وماكلويد ومكارتي أن هذا المبدأ المحول كان على الأرجح حمض الديسوكسي ريبونوكلييك ، أو الحمض النووي ، الذي نعرف الآن أنه مادة الوراثة. ما حدث في تجربة جريفيث بشكل أساسي هو أنه عندما تم دمج البكتيريا ، تسرب بعض الحمض النووي من سلالة S المقتولة بالحرارة إلى خلايا سلالة R ، مما أدى إلى تحويل هذه البكتيريا غير الخبيثة ونقل المعلومات لصنع الكبسولة الواقية ، وتحويل سلالة R إلى سلالة خبيثة ، قادرة الآن على قتل في المجموعة الرابعة.
تقدم سريعا إلى اليوم ، طور العلماء طريقة أبسط بكثير لدراسة التحول البكتيري ، باستخدام بكتيريا الإشريكية القولونية وحلقات دائرية صغيرة من الحمض النووي تسمى البلازميدات. عادة ما يشتمل البلازميد المستخدم في تجارب التحويل على جين لوظيفة خاصة ، مثل مقاومة المضادات الحيوية. الإشريكية القولونية هي موضوع ممتاز للتحول لأنها يمكن أن تعرض خاصية تسمى الكفاءة ، وهي القدرة على امتصاص الحمض النووي من البيئة. بشكل أساسي ، هذا يعني أنه في ظل ظروف بيئية معينة ، مثل مادة كيميائية أو صدمة كهربائية أو حرارية ، يمكن أن يصبح جدار الخلية ل بكتريا قولونية قابلا للاختراق مؤقتا ويسمح بامتصاص الحمض النووي من البيئة. بمجرد أن يكون البلازميد داخل الإشريكية القولونية ، يمكن أن يتسكع في سيتوبلازم الخلية المضيفة الجديدة ويمكن تكراره والتعبير عنه عبر عبر الأجيال جنبا إلى جنب مع الجينوم ، أو قد يدمج نفسه بالكامل في جينوم المضيف. إذا فقدت البكتيريا البلازميد في أي وقت ، فستفقد الخلية أيضا مقاومتها للمضادات الحيوية ، وبالتالي يزرع العلماء البكتيريا في وسط يحتوي على المضاد الحيوي للتأكد من أن الناجين الوحيدين هم أولئك الذين يحتوون على البلازميد المهم.
في هذا المختبر ، سوف تتعلم كيفية تحويل خلايا بكتيريا قولونية باستخدام بلازميد يحتوي على جين مقاوم للمضادات الحيوية ، أثناء ممارسة التقنيات الميكروبيولوجية المعقمة.
At the end of this lab, students should know...
التحول هو امتصاص الحمض النووي إلى خلية من البيئة.
تنمو البكتيريا بسرعة ويمكن أن تمتص بسهولة المواد الوراثية من بيئتها.
البلازميد عبارة عن حلقة صغيرة من الحمض النووي تم تطويرها لتسهيل عملية الاستنساخ. يمكن...
حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.