Bakteriyel Dönüşüm

20. yüzyılın başlarında, Frederick Griffith adlı bir İngiliz bakteriyolog, zatürreye neden olan bakteri Streptococcus pneumoniae ile çalışıyordu. İki farklı suş kullanarak basit bir deney yaptı. Bir suş, oluşturduğu kolonilerin veya kümelerin pürüzsüz görünmesini sağlayan ve aynı zamanda onu öldürücü veya zararlı hale getiren koruyucu bir kapsül nedeniyle S suşu olarak bilinir. İkincisi, bakterilerin koruyucu kapsülden yoksun bir versiyonu olan R suşu idi, kolonilere pürüzlü bir görünüm veriyor ve onu öldürücü olmayan hale getiriyordu.

İlk olarak, Griffith S suşu bakterilerinin bir kısmını aldı ve ısıttı ve S suşunun ısıyla öldürülmüş bir versiyonunu üretti. Sonra birkaç fare topladı ve onları dört gruba ayırdı. İlk gruba virülan S suşu, ikincisine ise virülan olmayan R suşu enjekte etti. Üçüncü gruba ısıyla öldürülen S suşu ile doz verdi ve son olarak, ısıyla öldürülen S suşu ile R suşu birleştirildi ve bu karışımı dördüncü gruba enjekte etti. Beklendiği gibi, ilk gruptaki fareler öldü ve ikinci ve üçüncü gruptakiler yaşadı. Ancak Griffith'i şaşırtan bir şekilde, son gruptaki fareler de öldü.

Çalışmasını 1928'de yayınladığında, daha önce öldürücü olmayan suşun ölümcül hale gelmesine izin veren altta yatan bir dönüşüm ilkesinin varlığını tahmin ettiği için bu gizemli süreç dönüşümü adını verdi. Daha sonra, 1943'te Avert, MacLeod ve McCarty, bu dönüştürücü ilkenin muhtemelen desoksiribonükleik asit veya şu anda kalıtım materyali olduğunu bildiğimiz DNA olduğunu bildirdi. Esasen Griffith'in deneyinde olan şey, bakteriler birleştiğinde, bir miktar DNA'nın ısıyla öldürülen S suşundan R suş hücrelerine sızması, bu öldürücü olmayan bakterileri dönüştürmesi ve koruyucu kapsülü yapmak için bilgiyi aktarması, R türünü öldürücü bir suşa dönüştürmesiydi, şimdi dördüncü gruptaki hayvanları öldürebilir.

Günümüze hızlı bir şekilde ilerleyin ve bilim adamları, bakteri E. coli ve plazmit adı verilen küçük, dairesel DNA halkalarını kullanarak bakteriyel dönüşümü incelemek için çok daha basit bir yol geliştirdiler. Genellikle, transformasyon deneylerinde kullanılan plazmit, antibiyotik direnci gibi özel bir işlev için bir gen içerir. E. coli, dönüşüm için mükemmel bir konudur, çünkü çevreden DNA alma yeteneği olan yeterlilik adı verilen bir özellik gösterebilirler. Esasen bu, bir kimyasal veya elektrik veya ısı şoku gibi belirli çevresel koşullar altında, E. coli'nin hücre duvarının geçici olarak geçirgen hale gelebileceği ve DNA'nın çevreden alınmasına izin verebileceği anlamına gelir. Plazmid E. coli'nin içine girdikten sonra, ya yeni konakçı hücresinin sitoplazmasında takılabilir ve genomun yanında nesiller boyunca kopyalanabilir ve eksprese edilebilir ya da kendisini konakçının genomuna tamamen dahil edebilir. Bakteriler herhangi bir noktada plazmidi kaybederse, hücre antibiyotik direncini de kaybeder ve bu nedenle bilim adamları, hayatta kalanların sadece ilgilenilen plazmidi içerenler olduğundan emin olmak için bakterileri antibiyotik içeren bir ortamda büyütürler.

Bu laboratuvarda, steril mikrobiyolojik teknikleri uygularken, E. coli hücrelerini antibiyotik direnç geni içeren bir plazmit ile nasıl dönüştüreceğinizi öğreneceksiniz.