形質転換

微生物群集では、細胞溶解によってDNAが周囲に放出されます。

細胞がこの遊離DNAを取り込み、それを安定してゲノムに組み込むことを、形質転換といいます。

外来DNAを効果的に取り込むことができる細胞はコンピテンタントと呼ばれます。

一部の細菌や古細菌は、遊離DNAから炭素、窒素、リンなどの栄養素を獲得するなど、自然な能力を発揮します。

多くのタンパク質が能力を調節します。オートリジンは細胞壁を透過性にします。膜結合DNA結合タンパク質は、DNAを細胞内に輸送します。

ヌクレアーゼは入ってくるDNAの一方の鎖を分解しますが、コンピテンス特異的なタンパク質は、相同組換えが組み込まれるまでもう一方の鎖を保護します。

RecAを介した組換えは、鎖交換を促進し、外来DNAを宿主ゲノムに取り込む。

組換え細胞は、統合されたDNAをその子孫に伝え、その結果、遺伝子改変された系統が生まれます。

エレクトロポレーションにより、酵母や植物などのさまざまな細胞で形質転換を誘導できます。高電圧パルスは、メンブレン全体で電荷分離を引き起こし、透過性を高めてDNAが侵入することを可能にする一時的な細孔を形成します。