طرق الانتقال الجيني في الخلايا البكتيرية
تتكاثر البكتيريا لا جنسيًا عن طريق الانقسام إلى قسمين عن طريق الانشطار الثنائي حيث يتم صنع نسخًا متطابقة وراثيًا من البكتيريا الأم، والتنوع الجيني هو مفتاح بقاء الأنواع والذي يسمح للكائنات بالتكيف مع التغيرات في بيئتها عن طريق الانتقاء الطبيعي، والبكتيريا لها القدرة على مشاركة الجينات الخاصة بها من خلال ثلاث آليات أخرى وهي كالآتي:
الاقتران
الاقتران هو العملية التي تنقل بها البكتيريا مادتها الوراثية إلى خلية بكتيرية أخرى من خلال الاتصال المباشر، أثناء الاقتران، تعمل بكتيريا واحدة كمتبرع للمادة الوراثية، وتعمل الخلية الأخرى كمستقبل.
تكون عادةً المادة الجينية المنقولة على شكل بلازميد، وهو قطعة دائرية صغيرة من الحمض النووي، واتي تعمل على تزويد البكتيريا المتلقية بميزات جينية خاصة، ففي كثير من الحالات، يعمل الاقتران على نقل البلازميدات التي تحمل جينات مقاومة المضادات الحيوية.
التحول
تحدث عملية التحول بشكل طبيعي، حيث تقوم الخلايا البكتيرية بأخذ جزيئات الحمض النووي من البيئة المحيطة من حولها، فتكتسب الجينات من الحمض النووي المكتسب، وممكن أن توفر هذه الجينات فوائد للبكتيريا المضيفة، كأن تزيد من مقاومتها للمضادات الحيوية، إذ تصبح قادرة على التعبير عن هذه الجينات المكتسبة، وتسمى البكتيريا المضيفة بعد اكتساب هذا الجزيء من الحمض النووي باسم البكتيريا المتحولة.
ظهرت آليات الاستنساخ الجزيئي في السبعينيات، حيث تم استغلال عملية التحول وتعزيزها لإدخال DNA البلازميد المهجن إلى سلالات بكتيرية بحيث أصبحت أكثر كفؤًا ونفاذيةً لامتصاص الحمض النووي .
الانتقال
الانتقال هو العملية التي يتم من خلالها نقل الحمض النووي من بكتيريا إلى أخرى بواسطة أنواع خاصة من الفيروسات التي تصيب البكتيريا (bacteriophages)، يشير أيضًا إلى العملية التي يتم بموجبها إدخال DNA غريب في خلية أخرى عبر ناقل فيروسي.
لا يتطلب الانتقال اتصالًا مباشرًا بين الخلية التي تتبرع بالحمض النووي والخلية المستقبلة للحمض النووي كالذي يحدث في الاقتران، وهو مقاوم للأنزيمات الهاضمة للحمض (DNAase)، كما أن الانتقال هو أداة شائعة يستخدمها علماء الأحياء الجزيئية لإدخال جين غريب بشكل ثابت في جينوم الخلية المضيفة.
عندما تصيب الـ (bacteriophages) خلية بكتيرية، يكون أسلوب تكاثرها الطبيعي هو تسخير آلية التكاثر والنسخ والترجمة للخلية البكتيرية المضيفة لعمل العديد من النسخ الفيروسية أو الجزيئات الفيروسية الكاملة، بما في ذلك الحمض النووي الفيروسي أو الحمض النووي الريبوزي والغلاف البروتيني.
يعتبر نقل الجينات بالانتقال مهمًا بشكل خاص لأنه يشرح آلية واحدة تصبح فيها عقاقير المضادات الحيوية غير فعالة بسبب نقل الجينات المقاومة للمضادات الحيوية بين البكتيريا، إن الآمال في إنشاء طرق للعلاجات الطبية للكثير من الأمراض عن طريق التعديل الجيني تعتمد على هذه المنهجيات.
