2) лигированием
3) трансфекцией
4) трансформацией (+)
Трансформация — это процесс проникновения свободной экзогенной ДНК внутрь бактериальной клетки. Он возможен у бактерий, находящихся в состоянии компетентности, то есть обладающих специализированными механизмами связывания, захвата и транспорта ДНК через клеточную оболочку. Компетентность может быть естественной либо искусственно индуцированной в лаборатории химической обработкой клеток или электропорацией.
Поступившая ДНК может интегрироваться в бактериальную хромосому посредством гомологичной рекомбинации либо сохраняться автономно в виде плазмиды и реплицироваться в клетке. Для выявления трансформированных бактерий часто используют селективные маркеры, например ген устойчивости к антибиотику. В отличие от трансформации, трансдукция осуществляется бактериофагом, а конъюгация требует непосредственного контакта клеток и обычно передаёт плазмидную ДНК.
Термин трансфекция преимущественно применяют к введению нуклеиновых кислот в эукариотические клетки; для бактерий нормативно и методически корректен термин трансформация . Клонирование обозначает получение генетически идентичных копий, а лигирование — ферментативное соединение фрагментов ДНК, поэтому эти процессы не являются названием самого проникновения генетического материала в бактериальную клетку.
| Процесс | Механизм переноса | Основной генетический материал | Дифференциальный признак |
|---|---|---|---|
| Трансформация | Поглощение бактерией свободной ДНК из окружающей среды | Плазмидная или хромосомная ДНК | Не требует бактериофага или прямого контакта с другой клеткой |
| Трансдукция | Перенос ДНК бактериофагом | Фрагменты бактериальной ДНК, случайно или специфично включённые в фаговую частицу | Обязательное участие вирусного вектора — бактериофага |
| Конъюгация | Передача ДНК через контакт донорской и реципиентной клеток | Чаще конъюгативная плазмида | Обычно используется половой пиль и система секреции типа IV |
| Трансфекция | Введение нуклеиновой кислоты в клетку химическим или физическим методом | ДНК или РНК | Термин главным образом относится к эукариотическим клеткам |
| Лигирование | Соединение фрагментов ДНК фосфодиэфирной связью | Фрагменты вектора и вставки | Катализируется ДНК-лигазой и само по себе не означает проникновение ДНК в клетку |
| Клонирование | Получение множества копий выбранной последовательности или клеток | Рекомбинантная ДНК или клеточная популяция | Описывает результат или стратегию размножения, а не механизм доставки ДНК |
В лабораторной практике трансформация является основой получения рекомбинантных бактериальных штаммов. Её эффективность оценивают по числу трансформантов и подтверждают селекцией, ПЦР, рестрикционным анализом или секвенированием. Биологический смысл процесса заключается в горизонтальном переносе генов, который может способствовать приобретению бактериями новых метаболических свойств или устойчивости к антибиотикам.