التحول البكتيري

في عام ١٩٢٨ ، عمل عالم البكتيريا فريدريك جريفيث على لقاح للالتهاب الرئوي ، الذي تسببه بكتيريا Streptococcus pneumoniae. درس جريفيث سلالتين من سلالات الالتهاب الرئوي في الفئران: أحدهما مُمْرِض والآخر غير مُمْرِض. فقط السلالة المسببة للأمراض قتلت الفئران المضيفة.

حقق جريفيث اكتشافاً غير متوقع عندما قتل السلالة الممرضة وخلط بقاؤها بالسلالة الحية غير المسببة للأمراض. لم يقتل الخليط الفئران المضيفة فحسب ، بل احتوى أيضاً على بكتيريا حية مسببة للأمراض أنتجت ذرية ممرضة. خلص جريفيث إلى أن السلالة غير المسببة للأمراض تلقت شيئاً من السلالة الممرضة الميتة التي حولتها إلى السلالة المسببة للأمراض. أطلق على هذا مبدأ التحول.

في وقت دراسات جريفيث ، كان هناك نقاش ساخن حول هوية المادة الجينية. أشارت الكثير من الأدلة المبكرة إلى أن البروتينات هي جزيئات وراثية. قدمت تجارب جريفيث حول التحول البكتيري بعضاً من أقدم البيانات التي تثبت أن الحمض النووي هو المادة الجينية.

تدمج البكتيريا الحمض النووي الخارجي من خلال التحول. يحدث التحول بشكل طبيعي ولكن يتم حثه أيضاً في المختبرات _ غالباً لاستنساخ الحمض النووي. لاستنساخ جين معين ، يمكن للعلماء إدخال الجين في البلازميد ، وهو جزيء من الحمض النووي دائري يمكنه التكاثر بشكل مستقل. غالباً ما يحتوي البلازميد على جين مقاوم للمضادات الحيوية. تأخذ البكتيريا البلازميد من خلال التحول. ثم يعرض العلماء البكتيريا للمضادات الحيوية. يجب أن تحتوي المستعمرات البكتيرية الباقية على البلازميد لأن البلازميد يحتوي على جين مقاوم للمضادات الحيوية. يمكن أن يؤكد تحليل الحمض النووي وجود الجين في البلازميد. تنتشر المستعمرات البكتيرية ذات الجين المطلوب ويمكن استخدامها لإنتاج المزيد من البلازميدات أو البروتينات.

لماذا تأخذ البكتيريا الحمض النووي الغريب؟ على عكس الكائنات الحية التي تتكاثر جنسياً ، فإن البكتيريا تستنسخ نفسها بشكل أساسي. هذه الطريقة التناسلية ، التي تسمى الانشطار الثنائي ، توفر فرصاً قليلة للتنوع الجيني. على الرغم من أن الطفرات تقدم بعض التنوع ، إلا أن العديد من الطفرات ضارة. تسمح مشاركة الجينات من خلال التحول ، وكذلك الاقتران والتنقل ، بتطور بدائيات النوى.