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In mikrobiellen Gemeinschaften wird durch die Zelllyse DNA an die Umgebung abgegeben.
Wenn eine Zelle diese freie DNA aufnimmt und stabil in ihr Genom integriert, wird der Prozess als Transformation bezeichnet.
Eine Zelle, die fremde DNA effektiv aufnehmen kann, wird als kompetent bezeichnet.
Einige Bakterien und Archaeen zeigen eine natürliche Kompetenz, indem sie Nährstoffe wie Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor aus der freien DNA gewinnen.
Viele Proteine regulieren die Kompetenz. Autolysine machen die Zellwand durchlässig. Membranassoziierte DNA-bindende Proteine transportieren DNA in die Zelle.
Nukleasen bauen einen Strang der eingehenden DNA ab, während kompetenzspezifische Proteine den anderen schützen, bis er durch homologe Rekombination integriert wird.
Die RecA-vermittelte Rekombination erleichtert den Strangaustausch, wobei die fremde DNA in das Wirtsgenom eingebaut wird.
Die rekombinante Zelle gibt die integrierte DNA an ihre Nachkommen weiter, was zu einer genetisch veränderten Abstammungslinie führt.
Die Umwandlung kann in verschiedenen Zellen, einschließlich Hefe und Pflanzen, durch Elektroporation induziert werden. Hochspannungspulse erzeugen eine Ladungstrennung in der Membran und bilden transiente Poren, die die Durchlässigkeit erhöhen und den Eintritt der DNA ermöglichen.
Mikrobielle Gemeinschaften sind dynamische Umgebungen, in denen Zelllyse freie DNA in die Umgebung freisetzt. Andere Zellen können diese extrazellulär…
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