ترانسفورماسیون باکتری

ترانسفورماسیون یا ترانسفورمیشن یعنی چه؟

ترانسفورماسیون به معنای تغییر شکل، ساختار و یا فرآیند تبدیل یک شیء به شکل دیگر است. در علوم رایانه، ترانسفورماسیون به معنای تغییر دادن داده‌ها از یک فرمت به فرمت دیگر است. در ریاضیات، ترانسفورماسیون به معنای تبدیل یک مجموعه از اشکال و اشکال هندسی به شکل دیگر است. در علوم زیست شناسی، ترانسفورماسیون به معنای تغییرات بزرگ در ساختار و عملکرد سلول‌ها و بافت‌ها است.

ترانسفورماسیون در باکتری یعنی چه؟

ترانسفورماسیون در باکتری به معنای انتقال ژن‌ها از یک باکتری به باکتری دیگر است. در این فرایند، ژن‌های مورد نظر از یک سلول باکتری جدا شده و به سلول دیگر منتقل می‌شوند. ترانسفورماسیون معمولاً به وسیلهٔ DNA خارج سلول (DNA آزاد) صورت می‌گیرد که توسط سلول دوم جذب می‌شود. این فرایند در بسیاری از باکتری‌ها رخ می‌دهد و بسته به نوع باکتری، روش‌های مختلف ترانسفورمیشن وجود دارد.

ترانسفورماسیون چیست؟

سلول های مستعد سلول های باکتریایی هستند که توانایی پذیرش DNA کروموزومی اضافی و یا پلاسمید (naked DNA) را از محیط بیرون دارند. تولید سلول های مستعد ممکن است به دو روش رخ دهد: شایستگی طبیعی و یا مصنوعی.

شایستگی طبیعی عبارت است از توانایی ژنتیکی باکتری برای دریافت DNA از محیط خارجی تحت شرایط طبیعی و یا آزمایشگاهی. باکتری ها همچنین میتوانند به کمک تیمارهای شیمیایی و یا شوک حرارتی به صورت مصنوعی مستعد و به طور موقت نسبت به DNA نفوذپذیر شوند. تاریخ کشف سلول هایی که به طور طبیعی مستعد هستند مربوط می شود به سال 1928 هنگامی که فردریک گریفیت کشف کرد که سلول های میکروبی بیماری زایی که با حرارت کشته شده بودند می توانند سلول های غیر بیماری زا را به نوع بیماری زا تبدیل کنند.

شایستگی طبیعی در بسیاری از سویه های باکتریایی مانند باسیلوس سوبتیلیس، استرپتوکوکوس نومونیا، نایسریا گونورآ و هموفیلوس آنفولانزا گزارش شده است. شایستگی طبیعی در باکتری ها بسیار سازمان یافته و در بین جنس ها متفاوت است. در برخی از جنس ها بخشی از جمعیت در یک زمان به طور طبیعی مستعد هستند و در برخی دیگر کل جمعیت به صورت همزمان شایستگی طبیعی را دارا می باشند.

هنگامی که DNA خارجی وارد سلول ها شد ممکن است توسط نوکلئازهای سلولی تجزیه شود و یا اینکه به حالت نوترکیب با کروموزوم های سلولی در آید. اگرچه شایستگی طبیعی و ترانسفورماسیون برای مولکول های خطی مانند DNA کروموزومی کافی است، اما برای مولکول های حلقوی پلاسمید کفایت نمی کند (شکل 2.1).

شایستگی مصنوعی توسط ژن های سلول های باکتریایی کد نمی شود بلکه یک روش آزمایشگاهی است که سلول ها با استفاده از شرایط غیرطبیعی نسبت به DNA نفوذپذیر می شوند. روش کار شایستگی مصنوعی روشی نسبتا ساده و آسان است و میتواند برای مهندسی ژنتیکی باکتری ها استفاده شود. اگرچه بازده ترانسفورماسیون یا ترانسفورمیشن بسیار پایین است زیرا فقط بخشی از سلول ها برای دریافت موفقیت آمیز DNA مستعد می شوند.