Het proces waarbij een bacteriële cel DNA opneemt dat door verschillende cellen is vrijgegeven, staat bekend als transformatie. Tijdens de transformatie kunnen bacteriën nieuw genetisch materiaal uit de omgeving verwerven, waardoor ze zich kunnen aanpassen en evolueren als reactie op veranderende omstandigheden.

Hier is een stapsgewijze uitleg van het transformatieproces in bacteriële cellen:

1. DNA-vrijgave:

- Wanneer bepaalde bacteriën lyseren of celdood ondergaan, komt hun DNA vrij in de omgeving.

- Dit extracellulaire DNA kan afkomstig zijn van dezelfde bacteriestam (homologe transformatie) of van een andere stam (heterologe transformatie).

2. Competentieontwikkeling:

- Niet alle bacteriën zijn van nature in staat om DNA op te nemen.

- Sommige bacteriën, zoals Bacillus subtilis en Streptococcus pneumoniae, ondergaan een proces dat competentieontwikkeling wordt genoemd, waarbij ze competent worden voor transformatie.

- Competentie wordt vaak veroorzaakt door omgevingsfactoren zoals een tekort aan voedingsstoffen of specifieke chemische signalen.

3. DNA-binding:

- Eenmaal competent produceren bacteriën eiwitten die zich binden aan het vrijgekomen DNA in de omgeving.

- Deze eiwitten, bekend als competentiefactoren, vergemakkelijken de opname van DNA door er een complex mee te vormen.

4. DNA-opname:

- Het DNA-eiwitcomplex wordt via gespecialiseerde kanalen of poriën in het celmembraan naar de bacteriecel getransporteerd.

- De exacte mechanismen van DNA-opname kunnen variëren tussen verschillende bacteriesoorten.

5. Integratie in het genoom:

- Eenmaal in de cel wordt het binnenkomende DNA via homologe recombinatie in het bacteriële genoom geïntegreerd.

- Tijdens homologe recombinatie vindt de binnenkomende DNA-sequentie een vergelijkbaar of homoloog gebied binnen het bacteriële chromosoom en lijnt zich ermee uit.

- Het vreemde DNA wordt vervolgens in het bacteriële genoom opgenomen en vervangt de bestaande sequentie.

6. Expressie van nieuwe eigenschappen:

- Het geïntegreerde DNA kan nieuwe genen of genetische variaties bevatten die de fenotypische eigenschappen van de ontvangende bacteriecel kunnen veranderen.

- Deze veranderingen kunnen nieuwe metabolische mogelijkheden, antibioticaresistentie of andere adaptieve voordelen voor de bacteriën opleveren.

Transformatie speelt een cruciale rol in de horizontale genoverdracht tussen bacteriën en draagt ​​bij aan hun genetische diversiteit. Het stelt bacteriën in staat snel nieuwe genen van andere organismen te verwerven, waardoor ze een middel krijgen om zich aan te passen en te overleven in diverse en veranderende omgevingen.