细菌转化xijunzhuanhua

是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的含有特定基因的脱氧核糖核酸(DNA)片段，从而获得了供体细菌的相应遗传性状，这种现象称为细菌转化。例如，把肺炎双球菌RⅡ型无毒株和加热至60℃被杀死的SⅢ型有毒株，混合注射至小鼠体内，结果在小鼠体内出现了生活的SⅢ型有毒株，使小鼠患病死亡。并且这种具荚膜的有毒株能世代相传保持其特性。细菌转化现象最初由英国细菌学家格里菲斯(F.Griffith)于1928年发现，直至1944年美国科学家埃弗里(O.T.Avery)等人才证实了转化因子是脱氧核糖核酸，从而为遗传学的发展作出了重大贡献。在转化实验中，加热至60℃可杀死SⅢ型菌，但菌内DNA未被破坏，其DNA中控制某些遗传特性（如形成荚膜等）的基因片段通过转化进入RⅡ型菌，从而使RⅡ型菌获得了形成荚膜等的特性。后来发现转化实验在动物体外也能获得成功。已发现在许多细菌中均能发生转化现象。转化成功率与某些因子密切相关，例如受体菌处于感受态阶段可产生感受态因子，是接受外来DNA片段的最佳时期，而钙离子、环腺苷酸(cAMP)等物质亦可大大提高转化率。自然界的转化现象，一般发生在同一物种或近缘物种中。细菌转化方法已被引入其他生物，例如采用原生质体转化法，可将外源DNA注入到不具摄取DNA能力的生物中，使其获得某些新的特性。

细菌转化

一个细菌品系由于吸收了从另一个细菌品系分离得来的DNA （转化因子）而发生遗传性状改变的现象称为转化。
转化现象在1928年为Griffith所发现。Avery等在1944年从元素分析、酶学分析、血清学分析、物理特性和生物学活性等方面，证明在肺炎双球菌荚膜转化中，转化因子是DNA，从而证实了DNA是遗传信息的载体，并揭开了分子遗传学的序幕(见“基因”)。到目前为止，已经在二十几种细菌中报道了转化现象，所转化的性状包括荚膜、糖发酵特性、营养需要特性、抗药性、形态变异等。研究最多的是肺炎球菌和枯草杆菌。
转化过程 转化过程从转化因子的吸附开始。转化的动力学研究表明，只要有一个转化因子吸附在受体细菌表面的接受部位上，这细菌就可能转变成一个转化体。细菌表面的全部部位都吸附了DNA分子以后，即使再提高DNA的浓度，转化频率不再增加。在DNA抽提过程中，细菌染色体断裂成数以百计的片段，其中只有一个片段带有某一基因，所以转化频率一般不高于百分之一。流感嗜血杆菌吸收双链状态的DNA分子，肺炎球菌吸收单链状态的DNA分子。在后一情况下，吸附在细胞表面的DNA双链中的一条单链为细胞表面的酶所分解，另一条单链带着转化因子被吸收进去。在受体细胞染色体上和转化因子同源的节段，由于复制、转录或其他原因而双链松开时，这一转化因子单链便和受体染色体上一个同源单链发生联会，染色体上的另一互补单链便为内切和外切核酸酶部分降解。接着转化因子单链在DNA连接酶的作用下整合到受体细菌的染色体上。经过一次DNA复制后，供体细菌的基因便取代了受体细菌的同源基因。
影响转化的因素 影响DNA吸附和吸收以及影响DNA整合的因素都能影响转化过程，最后表现在转化频率的高低上。影响转化的因素有三： 即基因型、生理状态（感受态）和环境因素。
(1) 基因型： 就基因型来讲，种内转化的频率一般高于种间转化。这一现象部分地是由于吸附作用的特异性。肺炎球菌和枯草杆菌能够吸收别种细菌的DNA；流感嗜血杆菌则吸收近缘细菌的DNA；淋球菌能够吸附本身的DNA，也能吸附其他细菌的DNA，它的表面有两种吸附部位，可是只有吸附在种特异部位上的DNA才能被吸收。种内转化频率高于种间转化的另一原因是转化过程的完成必须通过DNA的整合，DNA的整合以同源部分的联会为前提，联会则依赖于DNA的核苷酸顺序的相同或近似。亲缘关系越近的细菌的DNA越近似，所以转化频率越高。
在同一种细菌中，各个菌株的接受转化的能力也大不相同。曾经报道在枯草杆菌中，149个菌株中只有一个菌株能作为转化的受体。同一菌株又可以由于基因突变而改变它的转化性能。这些突变型中有吸附和吸收DNA的能力下降的突变型，也有吸附和吸收能力并不下降而转化频率却显著下降的突变型，它们是整合能力下降的突变型。某些转化缺陷型和某些重组缺陷型一样，对于紫外线特别敏感，可见这两个过程中涉及某些共同的酶。通过对转化缺陷型的研究，有助于了解细菌转化的过程。(2) 感受态： 能够作为转化受体的细菌并不是在任何时间都能同样有效地转化。细菌能够吸收供体DNA的这一生理状态称为感受态。肺炎球菌和枯草杆菌的感受态都出现在对数期的后一阶段。处在感受态的细菌和不处在感受态的同一细菌的转化频率相差可达100倍。在肺炎球菌、枯草杆菌和链球菌等细菌中，曾分离得到感受态物质，这物质能使非感受态细菌获得感受态。
(3) 环境因素： 环境因素同样可以影响DNA的吸收，也可以影响DNA的整合。受体细菌经低浓度的溶菌酶处理后可以提高转化频率。这可能是影响DNA吸收的结果。质粒的转化不同于染色体基因的转化，因为质粒是一个共价闭合的环状分子，并以这一形式转化。在以经溶菌酶处理而成为原生质体的细菌作为受体的转化实验中，在聚乙二醇的帮助下，质粒的转化频率可以高达百分之几十。
在大肠杆菌的转化中，氯化钙(浓度40mM～70mM)能够提高转化频率。有人认为它的作用在于激活核酸内切酶，从而促进外源DNA的整合。
转染 与转化稍有不同的转染系指用离体状态的病毒DNA或RNA感染感受态细菌而使细菌的基因型发生改变，形成新的病毒颗粒。