Skip to main content
Global

9.5: טרנספורמציה

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    208361

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    ישנן שיטות מבוססות היטב המשמשות בהנדסה גנטית כדי לשפר את יכולתם של חיידקים לקלוט פלסמידים מסביבתם 264. עם זאת, נתמקד בתהליכים הטבעיים הקשורים להעברה אופקית של מולקולות DNA מהסביבה לתא, או מתא לתא. הראשון בתהליכים אלה מכונה טרנספורמציה. זהו תהליך פעיל הכולל מספר רכיבים, המקודדים על ידי גנים שיכולים להיות מופעלים או כבויים בהתאם לתנאי הסביבה. שקול סוג של חיידקים שיכולים לייבא DNA מסביבתו. עם זאת, אם צפיפות החיידקים נמוכה, יהיה מעט DNA לייבא, וייתכן שלא יהיה שווה את המאמץ לבטא את הגנים ולסנתז את החלבונים המעורבים במנגנון הטרנספורמציה. למעשה, חיידקים יכולים לחוש את צפיפות האורגניזמים בסביבתם באמצעות תהליך הנקרא חישת מניין, אותו נשקול ביתר פירוט בהמשך. חיידקים משתמשים במערכות חישה מניין כדי לסנתז את מערכת ספיגת ה-DNA כאשר התנאים מצדיקים, ככל הנראה על ידי הפעלת גורם שעתוק ספציפי (ראה לעיל). כאשר היא נמצאת בסביבה צפופה, מערכת חישת הקוורום מפעילה את הביטוי של מערכת עדכון ה- DNA ויוצרת תאים המוסמכים לשינוי.

    כאן אנו מתארים את התהליך בסוג אחד של חיידקים אך נעשה שימוש במנגנונים דומים מבחינה תפקודית במיני חיידקים אחרים ובארכאה. DNA דו-גדילי נקשר לפני השטח של תא החיידק באמצעות מגוון קולטני DNA. במקרים מסוימים קולטנים אלה קושרים רצפי DNA ספציפיים, באחרים הם קושרים DNA באופן כללי (כלומר כל רצף DNA). כפי שמוצג, לחיידקים גראם שליליים יש שתי ממברנות שומנים, אחת חיצונית וממברנה פנימית (פלזמה), עם מרווח פריפלזמי בין לבין. בתגובה מצמדת ATP-הידרוליזה, ה-DNA הקשור למשטח החיצוני של החיידק מועבר, דרך נקבובית חלבון דרך הממברנה החיצונית ואל החלל הפריפלזמי, שם הוא מועבר לחלבון תעלת ה-DNA, כאן גדיל אחד מתפרק על ידי נוקלאז בעוד השני נע דרך התעלה לתוך הציטופלזמה של התא בכיוון 5' עד 3'. ברגע שהוא נכנס לתא, ה-DNA מתחבר לחלבונים קושרים ספציפיים ל-DNA חד-גדילי, ובתהליך המכונה רקומבינציה, הוא מוחדר לגנום המארח 265. בעוד שהפרטים המולקולריים של תהליך זה ותהליכים דומים מבחינה תפקודית מטופלים בצורה הטובה ביותר במקומות אחרים, מה שהמפתח הוא שהטרנספורמציה מאפשרת לתא להחליט אם לקלוט DNA זר או לא ולהוסיף את רצפי ה-DNA האלה לגנום שלו.

    תורמים וייחוסים