dönüşüm

english transformation

genel bakış

Moleküler biyolojide, transformasyon , hücre zarından (membranları) çevredeki eksojen genetik materyalin doğrudan alınması ve dahil edilmesinden kaynaklanan bir hücrenin genetik bir değişmesidir. Transformasyonun gerçekleşmesi için, alıcı bakteriler doğada açlık ve hücre yoğunluğu gibi çevresel koşullara zaman açısından sınırlı bir cevap olarak ortaya çıkabilen ve aynı zamanda bir laboratuarda indüklenebilen bir yeterlilik durumunda olmalıdır.
Transjenik genetik materyalin bir bakteriden diğerine geçtiği, diğer ikisinin konjugasyon olduğu (iki bakteri hücresi arasında doğrudan temas halinde genetik materyalin transferi) ve transdüksiyon (yabancı DNA'nın bakteriyofaj virüsü konakçı bakteriye). Transformasyonda, genetik malzeme araya giren ortamdan geçer ve alım tamamen alıcı bakteriye bağımlıdır.
2014 itibariyle yaklaşık 80 bakteri türünün transforme olabildiği, Gram-pozitif ve Gram-negatif bakteriler arasında eşit olarak dağıldığı; Raporların birçoğu tek kağıtlarla desteklendiğinden, bu sayı bir abartma olabilir.
"Transformasyon" ayrıca yeni genetik materyalin, hayvan ve bitki hücreleri de dahil olmak üzere, bakteri olmayan hücreler içine sokulmasını tanımlamak için de kullanılabilir; bununla birlikte, "transformasyon", kanserli bir duruma ilerlediğini gösteren, hayvan hücrelerine ilişkin özel bir anlama sahip olduğu için, işlem genellikle "transfeksiyon" olarak adlandırılır.

Streptococcus pneumoniae'de , ölü patojenik bakteri ve canlı patojenik olmayan bakteri karışımı bir fareye enjekte edildiğinde, fare öldürülür ve fareden elde edilen bakteriler patojeniktir. 1928 Griffith F. Griffith tarafından keşfedildi (şekil) 1 ). Bu fenomen dönüşüm olarak adlandırılmaya başlandı çünkü canlı bakterilerin genetik özelliklerinin patojenik özelliklerin ölü bakterilerden canlı bakterilere aktarılmasıyla dönüştürülmesi anlamına geliyor. Daha sonra, 1944'te OT Avery ve ark. Dönüşüme DNA'nın neden olduğunu ortaya çıkardı (Şekil). 2 ). Bu, genetik materyalin DNA olduğunu doğrudan gösteren ilk çalışmadır. Bundan sonra, Haemophilus influenzae ve Bacillus subtilis'de ve ayrıca normal koşullar altında dönüştürülemeyen bakteriler olan hücre içi Escherichia coli ve Salmonella typhimurium'da dönüşümün gerçekleşebileceği ortaya çıktı. Dönüşümün, E. coli koşullarını ve çevre koşullarını değiştirerek mümkün olduğu gösterilmiş ve dönüşümün genetik analizde önemli bir yöntem haline geldiği gösterilmiştir. Şu anda sadece bakteriler değil, aynı zamanda daha yüksek hayvanların ve bitkilerin hücreleri de koşullar ayarlanarak yapay olarak dönüştürülebilir, ancak daha yüksek organizmaların dönüşümünün doğal ortamda bile gerçekleştiği varsayılmaktadır. Ne tür bir biyolojik önemi olduğu belli değil. Bununla birlikte, genetik mühendisliğinin uygulamalı yönünden, dönüşümün evrenselliği önemlidir.

Gerçek anlamda dönüşüm, (1) DNA'nın hücrelere alınması, (2) alınan DNA'nın stabilizasyonu ve (3) DNA'nın genetik bilgisinin ekspresyonu adımlarının tamamlanmasını gerektirir. Günümüzde (1) ve (2) koşulları sağlansa bile dönüşebilir (Şekil). 3 ). DNA'nın hücre içi alımı, zincir kok ve Bacillus subtilis gibi doğal koşullar altında veya Escherichia coli gibi yapay koşullar altında gerçekleşebilir. Daha yüksek hayvan hücrelerinde, DNA hücrelere çok seyrek olarak tedavi olmaksızın girer, ancak polietilen glikol muamelesi gibi. Hücre füzyonu Yukarıdakileri indükleyen koşullar karşılanırsa alım sıklığının arttığı bilinmektedir. Bitki hücrelerinde DNA, hücre duvarının çıkarılması ve ardından hücrelerin hayvan hücrelerinde olduğu gibi işlenmesiyle alınabilir. Şu anda, bir mikro cam tüp kullanılarak DNA'nın hücrelere fiziksel olarak enjekte edilmesi için bir yöntem de geliştirilmiştir.

Hücreye giren DNA'nın stabilizasyonu, DNA'nın hücrenin büyümesi ile eşzamanlı olarak kopyalandığı anlamına gelir. Sonuç olarak, DNA'nın genetik bilgisi yeni nesil hücrelere iletilir. DNA'nın kendisi bir replikon replikon ise, DNA kolayca stabilize edilir. Bir replikon, molekülünde replikasyon için gerekli bir yapıya (bir DNA replikasyon enzimi tarafından tanınan ve replikasyonu başlatan bir site) sahiptir. Örneğin, bir bakteriyel dairesel DNA, bir replikondur. Faj DNA ve plazmid DNA da replikonlardır (faj DNA ile transformasyona özellikle transfeksiyon denir) ve genetik mühendisliğinde donör DNA'yı taşımak için kullanılan vektör vektörleri de çoğu durumda replikonlardır. Bununla birlikte, bir hücredeki replikon, her zaman başka bir hücredeki replikon değildir. Diğer bir deyişle, DNA replikasyon enziminin yapısı türe göre farklılık gösterir ve yapı tarafından tanınan replikasyon kökeninin yapısı da farklılık gösterir. Replikon olmayan DNA'nın hücrelerde stabil kalması için hücre içi replikonlara entegre edilmesi gerekir. Süreçte, DNA rekombinasyonunda yer alan çeşitli enzimler çalışıyor. Stabil olarak tutulan DNA'nın genetik bilgisinin ifade edilebilmesi için, sadece yapısal gen kısmının değil, aynı zamanda genin düzenleyici yerinin de eksiksiz olması gerekir. Ek olarak, RNA sentazlarının tür özgüllüğü, heterolog hücrelerde gen ekspresyonu için bir sorun olacak ve bu, gelecekte genetik mühendisliği için önemli bir konu olacak.
Bunichiro Ono