Här är en steg-för-steg förklaring av transformationsprocessen i bakterieceller:
1. DNA-frisättning:
– När vissa bakterier lyser eller genomgår celldöd släpps deras DNA ut i den omgivande miljön.
- Detta extracellulära DNA kan komma från samma bakteriestam (homolog transformation) eller från en annan stam (heterolog transformation).
2. Kompetensutveckling:
– Alla bakterier är inte naturligt kompetenta att ta upp DNA.
– Vissa bakterier, som Bacillus subtilis och Streptococcus pneumoniae, genomgår en process som kallas kompetensutveckling där de blir kompetenta för transformation.
- Kompetens utlöses ofta av miljöfaktorer som näringsbrist eller specifika kemiska signaler.
3. DNA-bindning:
– När de väl är kompetenta producerar bakterier proteiner som binder till det frigjorda DNA:t i miljön.
– Dessa proteiner, så kallade kompetensfaktorer, underlättar upptaget av DNA genom att bilda ett komplex med det.
4. DNA-upptag:
- DNA-proteinkomplexet transporteras in i bakteriecellen genom specialiserade kanaler eller porer i cellmembranet.
– De exakta mekanismerna för DNA-upptag kan variera mellan olika bakteriearter.
5. Integrering i genomet:
– Väl inne i cellen integreras det inkommande DNA:t i bakteriegenomet genom homolog rekombination.
- Under homolog rekombination hittar och ställer den inkommande DNA-sekvensen i linje med en liknande eller homolog region inom bakteriekromosomen.
– Det främmande DNA:t inkorporeras sedan i bakteriegenomet och ersätter den befintliga sekvensen.
6. Uttryck för nya egenskaper:
– Det integrerade DNA:t kan innehålla nya gener eller genetiska variationer som kan förändra de fenotypiska egenskaperna hos den mottagande bakteriecellen.
- Dessa förändringar kan ge bakterierna nya metaboliska förmågor, antibiotikaresistens eller andra adaptiva fördelar.
Transformation spelar en viktig roll i den horisontella genöverföringen mellan bakterier och bidrar till deras genetiska mångfald. Det tillåter bakterier att snabbt förvärva nya gener från andra organismer, vilket ger dem ett sätt att anpassa sig och överleva i olika och föränderliga miljöer.
