ЗАГАЛЬНА МІКРОБІОЛОГІЯ - Т.П. Пирог - 2004

19. ГЕНЕТИКА БАКТЕРІЙ: ПОСТІЙНІСТЬ, ЗМІНА ТА ПЕРЕДАВАННЯ ОЗНАК

19.3. ПЕРЕДАВАННЯ ОЗНАК І ГЕНЕТИЧНА РЕКОМБІНАЦІЯ

19.3.4. Трансформація

Гени можуть також передаватися з клітини в клітину без будь-якого міжклітинного контакту і без будь-яких переносників. Таке передавання генів за допомогою вільної розчинної ДНК, виділеної з клітин донора, називають трансформацією. У бактерій цей спосіб передавання ознак став відомим раніше за інші, і це відкриття відіграло важливу роль в історії науки.

Відкриття ролі ДНК як генетичного матеріалу. У 1928 р. Ф. Гриффіт описав перетворення безкапсульного R-штаму Streptococcus pneumoniae у штам, який утворює капсулу (S-штам). Гриффіт одночвсно ввів мишам невелику кількість авірулентного R-штаму і вбиті нагріванням клітини S-штаму. З крові загиблих мишей були виділені вірулентні бактерії з капсулою S-типу. Отже, вбиті S-клітини передали спадкову здатність до утворення капсул клітинам R-штаму, які в свою чергу передали її своїм нащадкам. Природу цього “трансформувального фактора” вдалося встановити у 1944 р. О. Ейвері. К.М. Мак-Леоду та М. Мак-Карті. Виявилося, що це ДНК. Відкриття стало вирішальним аргументом на користь того, що генетична інформація міститься в ДНК. а не в білку.

Компетенція. Пізніше можливість передавання генетичної інформації шляхом трансформації була встановлена для багатьох бактерій. Цим способом можуть передаватися такі ознаки, як стійкість до різних отрут і прототрофність щодо окремих амінокислот. Проте трансформувати можна тільки ті бактерії, у клітини яких може проникати високомолекулярна двокільцева інтактна ДНК. Такі клітини називаються компетентними. Отже, компетенцією називається здатність клітин поглинати ДНК. Компетенція залежить від фізіологічного стану клітин: вона є найвищою в середині експоненційної фази росту. Компетентність клітин можна підвищити, обробляючи їх хлоридом кальцію або циклічним аденозинмонофосфатом (цАМФ).

Хоча в компетентні клітини може проникати будь-яка ДНК, рекомбінація відбувається лише в тому разі, якщо це ДНК близько спорідненого виду: тоді є можливим обмін між гомологічними ділянками власної та сторонньої ДНК.