Avery-Experiment

Als Transformation wird in der Molekularbiologie die nicht-virale Aufnahme von freier DNA in kompetente Bakterienzellen sowie in Pilze, Algen, Hefen und Pflanzen bezeichnet. Unter Transfektion versteht man eine DNA-Insertion in eukaryontische Tierzellen. Die Transformation ist neben der Transduktion und der Konjugation eine von drei Möglichkeiten des Gentransfers bei Prokaryoten.

Geschichte

Das natürlich auftretende Phänomen wurde zum ersten Mal 1928 von Frederick Griffith beschrieben. Der experimentelle Nachweis gelang 1944 dem Mediziner Oswald Avery und seinen Mitarbeitern.

Anwendung

Die Transformation wird in der Gentechnik genutzt, um rekombinante DNA nach einer Klonierung von DNA-Abschnitten in einen Vektor, in Bakterien zu vervielfältigen.

Methoden

Im Labor kann gereinigte, freie DNA zu Bakterien gegeben werden, die die DNA bei geeigneter Behandlung aufnehmen können - man macht sich die natürliche Kompetenz zu Nutze, um die Bakterienzellen zur Aufnahme fremder DNA zu bringen.

Bei einigen Bakterien, etwa Escherichia coli, besteht jedoch keine natürliche Kompetenz, so dass vorbereitende Schritte für die Transformation notwendig sind.

Die einfachste Methode zur Transformation ist der sogenannte Hitzeschock. Die Bakterienzellen werden hierbei mit Calciumchlorid oder effektiver mit Rubidiumchlorid behandelt, so dass zwischen der negativ geladenen DNA und der negativ geladenen Zellmembran weniger abstoßende Kräfte bestehen. Bei einem kurzen Hitzeschock (41–43 °C für 45–90 Sekunden) entstehen Poren in der Membran, so dass die DNA in die Zellen gelangen kann.^[1]

Eine weitere Methode ist die sogenannte Elektroporation. Hierbei werden die Bakterien mit einem elektrischen Schock behandelt (2000-2500 V für einige Millisekunden), um die Membran zu öffnen.^[2] Diese Methode ist effektiver als die chemische Methode.^[3] Allerdings muss das Medium mit den Bakterien entsalzt werden, da es sonst zu einem Kurzschluss kommt.

Einzelnachweise

1. ↑ Calciumchloridmethode (engl.)
2. ↑ Info zur Elektroporation
3. ↑ Vergleich verschiedener Transformationsmethoden

Literatur

• Michaela Scherr & Dietmar Scherr (2003): Das "Avery-Experiment": Meilenstein der Molekularbiologie. In: Biologie in unserer Zeit. Bd. 33, S. 58-61. doi:10.1002/biuz.200390010

Siehe auch

• Horizontaler Gentransfer