Ποια είναι η διαδικασία στην οποία ένα βακτηριακό κύτταρο παίρνει το DNA που απελευθερώνεται από διαφορετικά ονομάζεται;

Η διαδικασία με την οποία ένα βακτηριακό κύτταρο αναλαμβάνει το DNA που απελευθερώνεται από διαφορετικά κύτταρα είναι γνωστή ως μετασχηματισμός. Κατά τη διάρκεια του μετασχηματισμού, τα βακτήρια μπορούν να αποκτήσουν νέο γενετικό υλικό από το περιβάλλον, επιτρέποντάς τους να προσαρμοστούν και να εξελιχθούν σε απάντηση στις μεταβαλλόμενες συνθήκες.

Εδώ είναι μια βήμα προς βήμα εξήγηση της διαδικασίας μετασχηματισμού σε βακτηριακά κύτταρα:

1. Απελευθέρωση DNA:

- Όταν ορισμένα βακτήρια λυθούν ή υποβάλλονται σε κυτταρικό θάνατο, το DNA τους απελευθερώνεται στο περιβάλλον.

- Αυτό το εξωκυτταρικό DNA μπορεί να προέρχεται από το ίδιο βακτηριακό στέλεχος (ομόλογος μετασχηματισμός) ή από διαφορετικό στέλεχος (ετερόλογο μετασχηματισμό).

2. Ανάπτυξη ικανοτήτων:

- Δεν είναι όλα τα βακτηρίδια φυσικά αρμόδια για να αναλάβουν το DNA.

- Ορισμένα βακτηρίδια, όπως το Bacillus subtilis και το Streptococcus pneumoniae, υποβάλλονται σε μια διαδικασία που ονομάζεται Ανάπτυξη Αρμήσεων όπου γίνονται ικανές για μετασχηματισμό.

- Η ικανότητα προκαλείται συχνά από περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως η στέρηση θρεπτικών ουσιών ή ειδικά χημικά σήματα.

3. Δέσμευση DNA:

- Μόλις τα αρμόδια, τα βακτήρια παράγουν πρωτεΐνες που συνδέονται με το απελευθερωμένο DNA στο περιβάλλον.

- Αυτές οι πρωτεΐνες, γνωστές ως παράγοντες ικανότητας, διευκολύνουν την πρόσληψη του DNA σχηματίζοντας ένα σύμπλεγμα με αυτό.

4. Πρόσληψη DNA:

- Το σύμπλεγμα DNA-πρωτεΐνης μεταφέρεται στο βακτηριακό κύτταρο μέσω εξειδικευμένων καναλιών ή πόρων στην κυτταρική μεμβράνη.

- Οι ακριβείς μηχανισμοί πρόσληψης DNA μπορούν να ποικίλουν μεταξύ διαφορετικών βακτηριακών ειδών.

5. Ενσωμάτωση στο γονιδίωμα:

- Μόλις μέσα στο κύτταρο, το εισερχόμενο DNA ενσωματώνεται στο βακτηριακό γονιδίωμα μέσω ομόλογου ανασυνδυασμού.

- Κατά τη διάρκεια του ομόλογου ανασυνδυασμού, η εισερχόμενη αλληλουχία ϋΝΑ βρίσκει και ευθυγραμμίζεται με μια παρόμοια ή ομόλογη περιοχή εντός του βακτηριακού χρωμοσώματος.

- Το ξένο DNA ενσωματώνεται στη συνέχεια στο βακτηριακό γονιδίωμα, αντικαθιστώντας την υπάρχουσα ακολουθία.

6. Έκφραση νέων χαρακτηριστικών:

- Το ολοκληρωμένο DNA μπορεί να περιέχει νέα γονίδια ή γενετικές παραλλαγές που μπορούν να μεταβάλλουν τα φαινοτυπικά χαρακτηριστικά του αποδέκτη βακτηριακού κυττάρου.

- Αυτές οι αλλαγές μπορούν να προσδώσουν νέες μεταβολικές δυνατότητες, αντοχή στα αντιβιοτικά ή άλλα προσαρμοστικά πλεονεκτήματα στα βακτήρια.

Ο μετασχηματισμός διαδραματίζει ζωτικό ρόλο στην οριζόντια μεταφορά γονιδίων μεταξύ των βακτηρίων και συμβάλλει στη γενετική τους ποικιλομορφία. Επιτρέπει στα βακτήρια να αποκτήσουν ταχέως νέα γονίδια από άλλους οργανισμούς, παρέχοντάς τους ένα μέσο προσαρμογής και επιβίωσης σε διαφορετικά και μεταβαλλόμενα περιβάλλοντα.