mikro kunicki
8

Transformacja genetyczna

Materiał genetyczny może być przenoszony z jednej bakterii do drugiej przez'^1111 DNA. Proces ten nazywamy transformacją genetyczną. Odkryty został pierw InII u pneumokoków (Streptococcus pneumoniae — bakteria wywołująca zapal płuc) przez Anglika Griffitha, a wyjaśniony w 1944 roku przez Amerykaw^li Avery'ego. Pneumokoki wytwarzają otoczki zbudowane ze śluzu ^węglowocN-P

Właściwość wytwarzania danego typu otoczki jest stała i przekazywana dzicznie. W czasie hodowli laboratoryjnej pneumokok może jednak utracić oto- W czkę i staje się wtedy niezdolny do wywołania choroby. Chociaż pneumokok jestiP zarazkiem człowieka, jest chorobotwórczy także dla myszy, jeśli wprowadzić do krwi. Pneumokok bezotoczkowy jest nieszkodliwy również dla myszy, Otóż-stwierdzono, że po wstrzyknięciu myszy zabitego pneumokoka typu III i żywego k; ale bezotoczkowego typu II — mysz pada. Z padłej myszy wyosobnia się'® wówczas żywego pneumokoka typu III. Zatem bezotoczkowy pneumokok, który ' kiedyś tworzył otoczkę typu II, zaczyna tworzyć otoczki na nowo, ale nie typu ]j tylko typu III. Bakteria nabywa więc nową cechę — zdolność do tworzenia ? nowego typu otoczki, różnego od tego, jaki byl jej właściwy (ryc. 10-25).

Avery, McCarthy i MacLeod w 1944 roku wykazali, że martwe komórki GS przekazują swoją cechę komórkom żywym za pośrednictwem DNA. Stwierdzili oni, że z komórek pneumokoka typu III można, po ich zabiciu i lizie, wyosobnić

Ryc. 10-25. Schemat transformacji in vivo. Przemiana typów antygenowych dwoin-ki zapalenia płuc (pneumokoka). Według Kunickiego-Goldfingera 1955

deoksyrybonukleinowy, oczyścić go od wszelkich zanieczyszczeń i po ^ Jaftiu takiego.preparatu do hodowli żywych bezotoczkowych pneumokoków _u TI spowodować zmianę., jaką zaobserwował Griffith (ryc. 10-26). Zjawisko to trwano transformacją. Zdolność transformacyjna preparatu DNA okazała się ⁿ ^ _na enzymy proteolityczne, a niszczona była przez deoksyrybonukleazę. y okoliczność i inne, jeszcze później zebrane dane wykazały dowodnie, że ^wywność transformująca jest cechą DNA. Udowodniono zatem, że informaqa o tezie śluzu otoczkowego danego typu zawarta jest w DNA.

■ 2 czasem wykazano, że transformować można liczne inne cechy: oporność na antybiotyki' na bakteriofagi, zdolność do fermentacji cukrów, do syntezy amino-j^/asów i witamin. Okazało się, że zjawisko to można obserwować nie tylko u neiuuokoków, ale i u wielu innych bakterii: paciorkowców (Streptococcus), pałeczki grypowej (Haemophilus influenzae), laseczki siennej (Bacillus subtilis), bakterii brodawkowych (Rhizobium), sinic i innych. Charakterystyczne jest, że proces transformacji zachodzi najłatwiej w obrębie szczepów należących do jednego gatunku. Transformacja międzygatunkowa zachodzi rzadko i przede wszystkim między gatunkami zbliżonymi do siebie. Wydajność procesu jest też wtedy znacznie mniejsza.

Mechanizm transformacji został już częściowo zbadany. Bakteria ulega transformacji tylko w pewnych warunkach i okresach rozwojowych. Stan, w którym bakteria daje się transformować, określa się terminem „kompetencja". Stan kompetencji jest związany z różnorodnymi zmianami osłon komórkowych, których charakter nie zawsze jest poznany na poziomie molekularnym. Kompetenqa może się rozwinąć pod wpływem, jakiegoś czynnika enzymatycznego, czy też innej natury, wytwarzanego przez same komórki podlegające transformacji. Konieczne jest też do tego zapewnienie szczególnych warunków środowiskowych i składu podłoża. Kompetencja komórek bakteryjnych zależy też od wielu genów i często dotyczy malej części populacji. Na przykład u Bacillus tylko kilka j procent komórek przechodzi w stan kompetencji.

341