Transformación bacteriana

En 1928, el bacteriólogo Frederick Griffith trabajó en una vacuna contra la neumonía, que es causada por la bacteria Streptococcus pneumoniae. Griffith estudió dos cepas de neumonía en ratones: una patógena y otra no patógena. Sólo la cepa patógena mató a los ratones hospedadores.

Griffith hizo un descubrimiento inesperado cuando mató la cepa patógena y mezcló sus restos con la cepa viva, no patógena. La mezcla no sólo mató a los ratones hospedadores, sino que también contenía bacterias patógenas vivas que producían descendencia patógena. Griffith concluyó que la cepa no patógena recibió algo de la cepa patógena muerta que la transformó en la cepa patógena; él llamó a esto el principio transformador.

En el momento de los estudios de Griffith, había un acalorado debate en torno a la identidad del material genético. Mucha evidencia temprana implicaba proteínas como las moléculas hereditarias. Los experimentos de Griffith sobre la transformación bacteriana proporcionaron algunos de los primeros datos que demuestran que el ADN es el material genético.

Las bacterias incorporan ADN externo a través de la transformación. La transformación ocurre naturalmente, pero también se induce en los laboratorios, a menudo para clonar ADN. Para clonar un gen específico, los científicos pueden insertar el gen en un plásmido, una molécula circular de ADN que puede replicarse de forma independiente. El plásmido a menudo contiene un gen de resistencia a los antibióticos. Las bacterias toman el plásmido a través de la transformación. Los científicos luego exponen las bacterias a antibióticos. Las colonias bacterianas supervivientes deben contener el plásmido porque el plásmido contiene un gen de resistencia a los antibióticos. El análisis de ADN puede confirmar la presencia del gen en el plásmido. Las colonias bacterianas con el gen deseado se propagan y se pueden utilizar para fabricar más plásmidos o proteínas.

¿Por qué las bacterias tomarían ADN extraño? A diferencia de los organismos que se reproducen sexualmente, las bacterias esencialmente se clonan a sí mismas. Este método reproductivo, llamado fisión binaria, ofrece pocas oportunidades para la variación genética. Aunque las mutaciones introducen cierta diversidad, muchas mutaciones son dañinas. Compartir genes a través de la transformación, así como la conjugación y la transducción, permite evolucionar a los procariotas.