Natural competence (original) (raw)
الخلايا المؤهلة (بالإنجليزية: Competent cells) في علم الأحياء الدقيقة، وعلم الوراثة، وعلم الأحياء الخلوي، وعلم الأحياء الجزيئي، هي خلايا قادرة على استيعاب وأخذ مادة وراثية حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين من خارجها ومن البيئة المحيطة بها ليرتبط بمادتها الوراثية الاصلية.
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| dbo:abstract | الخلايا المؤهلة (بالإنجليزية: Competent cells) في علم الأحياء الدقيقة، وعلم الوراثة، وعلم الأحياء الخلوي، وعلم الأحياء الجزيئي، هي خلايا قادرة على استيعاب وأخذ مادة وراثية حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين من خارجها ومن البيئة المحيطة بها ليرتبط بمادتها الوراثية الاصلية. (ar) En microbiología, genética, biología celular y biología molecular, la competencia es la capacidad de una célula para alterar su genética al absorber ADN extracelular ("desnudo") de su entorno en el proceso llamado transformación. La competencia se puede diferenciar entre competencia natural, una capacidad genéticamente especificada de las bacterias que se cree que ocurre en condiciones naturales así como en el laboratorio, y competencia inducida o artificial, que surge cuando las células en cultivos de laboratorio se tratan para hacerlas transitoriamente permeables a ADN. La competencia permite una rápida adaptación y reparación del ADN de la célula. Este artículo trata principalmente de la competencia natural en bacterias, aunque también se proporciona información sobre la competencia artificial. (es) Kompetenz ist die Fähigkeit von Zellen, im umgebenden Medium frei vorhandene DNA aufzunehmen; sie ist damit Voraussetzung für die Transformation von Bakterien. Nur bestimmte Bakterienarten, wie z. B. Bacillus subtilis, Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae oder Neisseria gonorrhoeae zeigen eine natürliche Kompetenz. Das Genom dieser Bakterien verfügt über spezifische Gene, deren Genprodukte für die Erkennung von DNA, deren Aufnahme in die Zelle und Integration durch Rekombination in das Genom verantwortlich sind (die sogenannten com-Gene). Natürliche Kompetenz wurde zuerst 1928 von Frederick Griffith an "Pneumokokken" (Streptococcus pneumoniae) entdeckt, die durch Transformation Erbinformation aus einem durch Hitzebehandlung abgetöteten Stamm aufnahmen (Griffiths Experiment). 1944 nutzte Oswald Avery die Kompetenz bei seinen berühmten Versuchen zum Nachweis der DNA als Träger der Erbinformationen. John Spizizen entdeckte 1961 die Kompetenz in B. subtilis und beschrieb ein spezielles Nährmedium: Bei der Kultivierung von B. subtilis in diesem Medium zeigt die wachsende Bakterienkultur innerhalb eines Zeitfensters von etwa 30 Minuten maximale Expression der Kompetenzgene. Diese Entdeckung erleichterte die Entwicklung von Genkarten für B. subtilis und führte letztendlich dazu, dass B. subtilis ein Modellorganismus für die Genetik der grampositiven Bakterien wurde. Jedoch ist die Kompetenz streng reguliert, ist demnach nicht konstitutiv vorhanden und kann in bestimmten Arten, z. B. B. subtilis über Quorum sensing gesteuert werden. Bei Kultivierung in Spizizens Spezialmedium zeigen die B. subtilis-Zellen eine Heterogenität ihrer Kompetenzeigenschaften, zum Zeitpunkt der maximalen Kompetenz sind nur etwa 30 % der Zellen in einer Kultur tatsächlich kompetent. Nicht natürlich kompetent ist das Darmbakterium Escherichia coli, das heißt, im Genom von E. coli ist kein kompletter Satz Kompetenzgene vorhanden. Mit Hilfe einer Calciumchlorid-Behandlung und anschließendem Hitzeschock kann jedoch durch einen im Detail noch nicht bekannten Mechanismus künstliche Kompetenz erreicht werden, wenn auch zu einer geringeren Rate. Alternativ kann in so genannten elektrokompetenten Bakterien (z. B. Agrobacterium tumefaciens) DNA mittels Elektroporation eingeschleust werden. Die so hergestellte künstliche Kompetenz der E. coli-Zellen wird in der Molekularbiologie in Form der Transformationseffizienz gemessen. Sie ist definiert als die Anzahl der Bakterienkolonien die pro µg Plasmid-DNA aus der Transformation hervorgehen. Sie liegt üblicherweise zwischen 107 und 1010/µg. Als Test-DNA dienen Vektoren wie zum Beispiel pUC18 oder pBR322. In der Natur dient Kompetenz im Wesentlichen der Reparatur mutierter DNA-Abschnitte und der Evolution durch Aufnahme von Fremdgenen durch Horizontalen Gentransfer. Bei pathogenen Bakterien wie S. pneumoniae und N. gonorrhoeae ist die Kompetenz auch für die Übertragung von Antibiotikaresistenzgenen verantwortlich. E. coli kann mit Hilfe des nicht kompletten Reservoirs der Kompetenzgene DNA als C-, N- und P-Quelle verwerten. (de) En biologie, la compétence est la capacité d'une cellule à prélever une molécule d'ADN libre dans son environnement par le phénomène de transformation. On distingue la compétence naturelle de certaines bactéries (se produisant dans la nature), à la compétence artificielle acquise après traitement en laboratoire. * Portail de la biologie cellulaire et moléculaire (fr) In microbiology, genetics, cell biology, and molecular biology, competence is the ability of a cell to alter its genetics by taking up extracellular ("naked") DNA from its environment in the process called transformation. Competence may be differentiated between natural competence, a genetically specified ability of bacteria which is thought to occur under natural conditions as well as in the laboratory, and induced or artificial competence, which arises when cells in laboratory cultures are treated to make them transiently permeable to DNA. Competence allows for rapid adaptation and DNA repair of the cell. This article primarily deals with natural competence in bacteria, although information about artificial competence is also provided. (en) コンピテントセル（competent cells; 形質転換受容性細胞）とは、外来DNA(プラスミド・ファージDNAなど)を細胞内に取り込める状態の細胞である。通常はカルシウムイオン存在下で冷却することによりDNAに対する膜透過性が増大した大腸菌を指す。 (ja) In microbiologia, genetica, biologia cellulare e biologia molecolare, la competenza è la capacità di una cellula di acquisire DNA estraneo dall'ambiente in un processo chiamato trasformazione. Si distingue la competenza naturale, una capacità geneticamente determinata di batteri che si pensa avvenga in condizioni naturali, nonché in laboratorio, e una competenza indotta o artificiale, che comporta il trattamento delle cellule in coltura in modo tale da renderle transitoriamente permeabili al DNA. La competenza naturale venne scoperta da Frederick Griffith nel 1928. Attraverso quello che oggi è noto come esperimento di Griffith, propose la presenza di un principio trasformante alla base della trasformazione batterica. La natura chimica del principio trasformante restava incognita, ma l'esperimento aprì la strada alla sua identificazione. Nel 1943 Oswald Avery e i suoi colleghi Colin MacLeod e Maclyn McCarty, attraverso quello che oggi è noto come esperimento di Avery, dimostrarono che il cosiddetto principio trasformante (ovvero il portatore di informazioni geniche) è il DNA L'esperimento venne contestato da chi sosteneva che il materiale genetico dovesse essere di natura proteica; venne contestata ad Avery la non completa purezza degli acidi nucleici utilizzati nell'esperimento, che potevano essere contaminati da tracce di proteine, le quali potevano pertanto essere il principio trasformante. Nel 1952 Alfred Hershey e Martha Chase usarono traccianti radioattivi per dimostrare che il materiale genetico di alcuni Virus batteriofagi è DNA ed è responsabile delle capacità infettive (non le proteine); l'esperimento di Hershey-Chase provò definitivamente che il materiale genetico è costituito da DNA e non da proteine. In seguito a questi risultati incontrovertibili anche gli scienziati che avevano criticato l'esperimento di Avery si convinsero del ruolo biologico del DNA. La competenza naturale è stata studiata in un certo numero di batteri, in particolare Bacillus subtilis, lo Streptococcus pneumoniae (lo "pneumococco" di Griffith), Neisseria gonorrhoeae e Haemophilus influenzae. Le aree di ricerca includono i meccanismi di trasporto del DNA, la regolazione della competenza in diversi batteri, e la funzione evolutiva della competenza. (it) 活化（Competence）又稱為感受态，是一個在微生物學、遺傳學、分子生物學和細胞生物學裡很常見的名詞，用來指一種能令細胞有能力從細胞以外的環境接納DNA的方法。無論是在自然條件下發生，或者在實驗室中藉由人造，一個細菌細胞的基因有指定的能力可以接受外來之DNA。本文主要涉及在細菌中自然感受态的能力。被活化了的細胞一般被稱為勝任細胞（Competent cell）。 令細胞活化，可以從自然活化及誘導活化兩方面入手： * 自然活化是細菌的一種在自然環境或實驗室環境內均會發生的活化過程，自然活化由英國醫生弗雷德里克·格里菲斯（Frederick Griffith）於1928年發現 * 誘導活化或人工活化則是一種在實驗室環境裡，透過特殊的處理，令細胞群落產生變化，從而有能力接受外來的DNA。 (zh) |
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