Bien nap la hien tuong chuyen truc tiep DNA tu te bao nay sang te bao khac.
Đay la thuat ngu trong sinh hoc phan tu va di truyen hoc vi khuan, trong tieng Anh la "transformation" dung đe chi mot đoan DNA hoac nguyen ven ca phan tu DNA tran cua te bao nay (goi la te bao cho) sang te bao khac (goi la te bao nhan). Ket thuc hien tuong nay te bao nhan se co DNA moi goi la DNA ngoai lai (exogenous DNA).


Vi du So đo o hinh 1 mo ta su chuyen mot đoan phan tu DNA (mau vang, chu thich 4) cua plasmit (mau đo, chu thich 3) o te bao cho (hinh ovan) sang te bao nhan (hinh chu nhat) qua cac giai đoan (buoc) tom tat nhu sau.
Buoc I: Đoan DNA (4) bi enzim (5) cat roi khoi plasmit (3) roi "vang" ra ngoai te bao cho.
DNA cua mot te bao vi khuan nam trong te bao chat (1), nhung cung co the nam trong plasmid, mot vong DNA đoc lap, tron. Gen đuoc chuyen (4) nam tren plasmid cua te bao 1 (3), nhung khong nam tren plasmid cua te bao vi khuan 2 (2). Đe loai bo gen khoi plasmid cua te bao vi khuan 1, mot enzyme cat gioi han (5) đuoc su dung. Enzim gioi han lien ket voi mot vi tri cu the tren DNA va cat đut no, giai phong gen thoa đang. Cac gen đuoc loai bo tu nhien va giai phong ra moi truong thuong sau khi mot te bao chet va tan ra.
Buoc II: Te bao vi khuan 2 chiem gen. Su tich hop vat lieu di truyen tu moi truong nay la mot cong cu tien hoa va pho bien trong cac te bao vi khuan.
Buoc III: Enzyme DNA ligase (6) bo sung gen vao plasmid cua te bao vi khuan 2 bang cach hinh thanh lien ket hoa hoc giua hai phan đoan noi chung lai voi nhau.
Buoc IV: Plasmid cua te bao vi khuan 2 hien chua gen tu te bao vi khuan 1 (7). Gen nay đa đuoc chuyen tu te bao vi khuan nay sang te bao khac va qua trinh bien đoi đa hoan tat.
DNA nay nam tu do trong moi truong (dung dich) do mot vi khuan (the cho) phong ra. Te bao the cho va the nhan co the đuoc bat nguon tu nhung sinh vat khac nhau nhu: thuc vat, đong vat va vi sinh vat. Trong khuon kho cua muc nay chi xet hien tuong bien nap o vi khuan. Khac voi tiep hop va tai nap, bien nap khong can su tiep xuc truc tiep giua 2 te bao cung nhu khong can vat trung gian nhu cac phage.
Cac te bao o trang thai co the đuoc bien nap đuoc goi la kha nap (competent). Nhu vay, qua bien nap, mot noi vi khuan bi bien đoi ve mat di truyen do tiep thu acid nucleic cua mot noi khac.
Co che bien nap chu yeu bao gom viec vi khuan the nhan tiep nhan DNA cua the cho (goi la đoan ngoai lai, exogenote) va sau đo DNA nay co the trao đoi voi đoan DNA tuong đong cua the nhan (goi la đoan noi tai, endogenote) bang trao đoi cheo. Nhung te bao co kha nang tiep nhan DNA goi la cac te bao kha bien (competent). Te bao vi khuan nhan đoan ngoai lai luc đo co bo gene o trang thai luong boi mot phan (merodiploid) hay hop tu tung phan (merozygote). Qua trinh trao đoi thong tin di truyen bang cach chuyen chi mot phan vat chat di truyen nhu the đuoc goi la su giao nap hay tiep hop tung phan (meromixis).
Tuong tu nhu trong tiep hop va tai nap, đe lap ban đo di truyen bang bien nap can co cac te bao the cho va the nhan co cac kieu gene khac nhau. Ve mat thuc nghiem, DNA đuoc tach ra tu cac te bao the cho, sau đo đuoc đua vao quan the cac the bao the nhan. Cac te bao the nhan se tiep nhan cac đoan DNA mot cach ngau nhien. Khong phai tat ca cac loai vi khuan đeu co kha nang tiep nhan DNA. Ngay ca nhung loai co kha nang nay cung chi co the tiep nhan đuoc DNA o nhung pha sinh truong nhat đinh va trong moi truong nuoi cay cu the. Cac loai Streptoccocus pneumoniae (tuc Diplococcus) va Bacillus subtilis tuong đoi de dang tro thanh kha bien hon, trong khi E. coli phai mat đi hai loai enzyme exonuclease va phai đuoc nuoi cay trong moi truong co nong đo cao cua calcium chloride đe lam cho mang te bao cua no co the tham đuoc DNA. Do vay đe lap ban đo gene o E. coli nguoi ta ua dung tiep hop va tai nap hon. Tuy nhien, trong cong nghe DNA tai to hop, bien nap E. coli la mot khau rat quan trong (chuong 8).
Đe bien nap co the xay ra voi hieu qua cao o vi khuan, chang han B. subtilis, DNA bien nap phai co mach kep va phan tu luong tuong đoi cao (1.106 dalton). Khi DNA xuyen qua mang te bao cua vi khuan kha bien thi mot trong cac soi cua DNA bi phan huy. Sau đo soi đon DNA chuyen sang co the trao đoi voi nhiem sac the the nhan o vung tuong đong; su kien nay co the phat hien đuoc nho nhung khac biet di truyen thich hop giua cac te bao the cho va the nhan.
Tom lai, hieu qua cua bien nap phu thuoc vao ba yeu to:
(i) Tinh dung nap hay kha bien cua te bao the nhan;
(ii) Kich thuoc cua đoan DNA đuoc bien nap;
(iii) Nong đo cua DNA.
Co che phan tu cua bien nap (trong thi nghiem Griffith), ve co ban, co the giai thich nhu sau:
(i) DNA soi kep te bao vi khuan cho S xam nhap qua mang te bao vi khuan nhan R, voi mot soi đon bi phan huy boi nuclease;
(ii) DNA the nhan R bien tinh o vung tuong đong đe bat cap hay tiep hop (synapsis) voi đoan DNA soi đon con lai cua the cho S. Đe co the tai to hop binh thuong o vi khuan can co protein đuoc ma hoa boi gene recA+.
(iii) Phan tu DNA voi đoan lai (heteroduplex) "R-S" tai ban tao ra hai DNA soi kep con: mot soi kep "R-R" va mot soi kep khac co mang đoan DNA the nhan "S-S", tat ca co hai soi đon giong nhau (homoduplex).
Tu thi nghiem cua Avery va cs, ta thay rang: Mac du thanh phan hoa hoc cua vo vi khuan (capsule) đuoc xac đinh bang cac gene, nhung moi quan he đo la gian tiep. DNA đuoc phien ma thanh RNA va RNA đuoc dich ma thanh cac protein. Kieu hinh cua pneumococcus — thanh phan cua vo polysaccharide — đuoc xac đinh bang cac enzyme (proteins) cu the (dung đe tong hop polysaccharide).

Xac đinh lien ket gene bang bien nap
Trong qua trinh tach chiet DNA đe tien hanh bien nap, nhiem sac the cua vi khuan thuong bi đut ra thanh khoang 250 đoan, tuc cac phan tu rieng biet. Cac gene nam o nhung vi tri khac nhau tren nhiem sac the vi khuan khi đo se bi tach roi nhau va đuoc truyen đi trong qua trinh bien nap mot cach đoc lap. Vi so gene o vi khuan rat lon ma so đoan DNA lai han che nen khong loai tru cac truong hop hai gene khac nhau cung nam tren mot đoan DNA, va vi vay, cung đuoc chuyen đi. Tren thuc te nhung truong hop nhu the đa quan sat thay o hang loat vi khuan va goi la bien nap lien ket. Co the phat hien đuoc bien nap lien ket bang cach xac đinh tan so bien nap kep (bien nap đong thoi hai gene, hay đong bien nap, cotransformed) va so sanh no voi tri so ky vong khi hai gene đuoc truyen đi mot cach đoc lap. Trong thi nghiem nguoi ta xac đinh su lien ket gene bang cach phat hien hieu qua pha loang DNA. Trong mot gioi han nao đo cua nong đo DNA thi tan so bien nap ti le tuyen tinh voi nong đo DNA. Neu hai gene nam tren cung mot đoan DNA thi su bien đoi tan so bien nap kep (lien ket) se giong nhu bien nap đon. Con neu nhu bien nap kep la do hai đoan DNA khac nhau cung chui vao te bao (khong lien ket) thi đuong cong bien đoi cua tan so bien nap kep se co đo doc ro ret hon so voi bien nap đon.
Bien nap chi đuoc dung đe lap ban đo gene cho mot so loai. DNA the cho đuoc tach ra va lam đut gay thanh nhung đoan nho. Đoi voi nhung te bao kha bien, tan so bien nap khoang 1/ 103 te bao. Neu hai gene a va b xa nhau tren nhiem sac the thi no thuong nam o 2 đoan bi đut ra khac nhau. Khi đo tan so bien nap ca hai gene nay vao the cho se khoang 1/103 x 1/103 = 1/106. Neu hai gene nay gan nhau thi tan so đong bien nap cua chung xap xi bang bien nap đon: 1/103. Nghien cuu kha nang đi kem nhau cua cac gene bien nap co the xac đinh đuoc trat tu cua chung.
Bien nap la qua trinh chuyen vo polisaccrit tu vi khuan S đa chet sang vi khuan R lam xuat hien vi khuan S đoc


Tham khao