细菌转化

1928年，细菌学家弗雷德里克 格里菲斯（Frederick Griffith）研究了一种由肺炎链球菌细菌引起的肺炎疫苗。格里菲斯在小鼠中研究了两种肺炎菌株：一种是致病性的，一种是非致病性的。只有致病菌株能杀死宿主小鼠。

格里菲斯在杀死致病菌株并将其遗体与活的非致病菌株混合后，有了一个意想不到的发现。这种混合物不仅杀死了宿主小鼠，而且还含有能产生致病后代的活的致病菌。格里菲斯的结论是，非致病性菌株从死亡的致病性菌株中获得某种东西，并将其转化为致病性菌株；他称之为转化原理。

在格里菲斯进行研究时，围绕遗传物质的身份展开了激烈的争论。许多早期证据表明蛋白质是遗传分子。格里菲斯的细菌转化实验提供了一些最早的数据，证明DNA是遗传物质。

细菌通过转化吸收外部DNA。转化是自然发生的，但在实验室也经常被诱导来克隆DNA。为了克隆一个特定的基因，科学家可以将该基因插入一个质粒中，这个质粒是一个可以独立复制的环状DNA分子。质粒中常含有一种抗生素抗性基因。细菌通过转化吸收质粒。然后科学家将细菌暴露在抗生素下。存活的菌落应该含有质粒，因为质粒含有抗生素抗性基因。DNA分析可以证实基因在质粒中的存在。具有所需基因的细菌菌落繁殖，可用于制造更多的质粒或蛋白质。

为什么细菌会吸收外来DNA？与有性繁殖的有机体不同，细菌基本上是自我克隆的。这种被称为二元裂变的繁殖方法，几乎没有遗传变异的机会。虽然突变带来了一些多样性，但许多突变是有害的。通过转化、结合和转导共享基因，允许原核生物进化。