DSCN6256 (Kopiowanie)

Przekazywany w procesie transformacji fragment łańcucha DNA może pochodzić z nuklcoidu bakterii i wówczas przeważnie włączany jest w obręb drugiego nuklcoidu. Istnieją jednak cząsteczki DNA. które w komórce bakteryjnej oddzielone są od genoforu. Ponieważ występują w cytoplazmie, nazwano je plazmidami. Plazmidy znacznie częściej przekazywane bywają z jednej komórki bakteryjnej do drugiej i dzięki nim bakterie nabywają nowych właściwości.

Transformację obserwowano do dziś u ponad stu gatunków bakterii. Jest to zjawisko stosunkowo rzadkie, ale bardzo interesujące z medycznego punktu widzenia. Stwierdzono na przykład, że bakterie chorobotwórcze, wrażliwe na antybiotyk streptomycynę, stawały się nań oporne w drodze uzyskiwania fragmentów DNA od opornych, aczkolwiek niegroźnych lub zabitych drobnoustrojów. Przez transformację, transdukcję bądź rekombinację (zwłaszcza poprzez wymianę plazmidów) powstawać mogą groźne szczepy zarazków, oporne na większość antybiotyków i stanowiące poważny problem zwłaszcza w szpitalach.

Transdukcja również polega na przeniesieniu fragmentu DNA z jednej bakterii do drugiej, lecz za pośrednictwem bakteriofaga. Zjawisko to opisali Zinder i Lederberg w 1952 roku.

Bakteriofagi (fagi) są to wirusy pasożytujące w komórkach bakteryjnych. Namnażają się one we wnętrzu bakterii i powodują ich rozpad czyli liże. Niekiedy jednak pomiędzy komórką faga i bakterii ustala się inny sposób współżycia: komórka zakażona fagicm nie tylko nie ulega lizie, lecz może się rozmnażać. Bakteriofag reprodukuje się wraz z komórką i przekazywany jest potomstwu. Fag, zwany wówczas łagodnym, jest właściwie częścią chromosomu bakteryjnego. Z chwilą opuszczenia chromosomu fag uzjadliwia się i „porywa” ze sobą najbliższe fragmenty chromosomu (ryc. 6-6); zakażając inne komórki, przenosi do nich te fragmenty. W ten sposób komórka bakteryjna uzyskiwać może nowe geny: wystarczy, aby w zakażonej bakterii fag stał się fagicm łagodnym (czyli lizogennym), wbudowując się — wraz z przyniesionymi fragmentami DNA z poprzedniej bakterii — w genom komórki.

Ryc. 6-6. Transdukcja:

I - fag (F) zaraża komórkę bakteryjną, 2 - w przypadku włączenia faga w obręb chromosomu bakteryjnego staje się on tzw. „fagicm łagodnym” (FL), 3 - uaktywnienie faga powoduje rozpad (liżę) komórki, wydostający się „fag transdukowany” (Ft) „porywa" ze sobą fragment chromosomu bakterii, 4 - zakażenie innej komórki bakteryjnej „fagiem transdukowanym" (Ft). 5 - wbudowanie genów pochodzących ze zniszczonej komórki do zaatakowanej komórki bakteryjnej (JD).

Transdukcja przypomina nieco połączenie męskiej gamety (byłby nią bakteriofag z fragmentami chromosomu bakteryjnego) z gametą żeńską (zakażona komórka bakteryjna).

Natomiast niewątpliwy proces płciowy obserwujemy w przypadku rekombinacji.

Rekombinacja to wymiana fragmentów chromosomu między dwiema komórkami bakteryjnymi (ryc. 6-7). Badania nad rekombinacją zapoczątkowali J. Lederberg i E. Tatum w 1946 roku. obserwując hodowane pałeczki okrężnicy (Escherichia coli').

Mikroorganizm ten (występujący na przykład w wielkich ilościach w jelicie grubym człowieka) wykazuje olbrzymie możliwości syntezy, rozwija się i rozmnaża na podłożu tzw. „minimalnym", w którym jedynym źródłem azotu są sole amonowe, zaś glukoza - jedynym źródłem węgla i energii. Z tych elementów pałeczka okrężnicy buduje wszystkie potrzebne związki organiczne.

Jeżeli teraz cztery dowolne związki organiczne oznaczymy literami A, B.C, D. a symbolami .. i zdolność lub brak zdolności do wytwarzania tych związków to szczep rosnący na minimalnej pożywce możemy zapisać A + H + C »!)■*.