Moleküler biyolojide **transformasyon**, bir hücrenin içine dışarıdan bir DNA parçasının girmesi ve hücrenin genomuyla bütünleşmesi sonucu hücrede gerçekleşen genetik değişikliğe denir. Hücre dışında bulunan serbest DNA parçaları ancak uygun haldeki bakteri, mantar, alg, maya ya da bitki hücrelerine girebilir. Doku kültüründeki ökaryotik hayvan hücrelerinde gerçekleşen transformasyona ise özel olarak transfeksiyon denir. Sıfat hali olarak, yani "transformasyona uğramış" anlamında, 'transforme' kelimesi kullanılır.

Transformasyon, konjugasyon ve transdüksiyon gibi bakterilerdeki yatay gen transferi yollarından biridir. Bir DNA parçası bakteri hücresine bir virüs aracılığıyla girerse buna transdüksiyon; bakteri hücrelerinin birbiriyle direkt teması sonucu birinden diğerine aktarılırsa buna da konjugasyon denir. Bakterilerde ökaryotlardaki gibi bir eşeyli üreme olmadığı için, bakteriler ancak bu üç yoldan biri sayesinde genetik materyallerinin içeriğini çeşitlendirebilirler.

Transformasyon ile hücre dışındaki serbest DNA’nın hücre içine alınabilmesi için bakterinin kompetent halde olması gerekir. Bir bakteri hücresi laboratuvar koşullarında kompetent hale sokulabileceği gibi, bu durum doğada hücrenin bulunduğu ortam koşullarının değişmesi sonucu da ortaya çıkabilir. Bakteri yaşamını tehdit eden ve bu nedenle de bakterileri kompetent hale sokan çevresel koşullara örnek olarak ortamda besinin azalması ya da antibiyotik olması verilebilir. Yapılan çalışmalar doğal transformasyon sırasında bakterilerin gen ifadelerinde değişiklikler yaptığını ve belli proteinleri üreterek kompetent hale gelebildiklerini göstermiştir. Bu proteinler hücre dışındaki DNA’nın bakteri hücresinin içine alınmasını ve alınan DNA parçasının bakterinin kromozomuna rekombine edilmesini sağlayan bir dizi işlemi yerine getirmek için gereklidir.

Son çalışmalar yaklaşık 80 bakteri türünde bu şekilde gen transferi olduğunu göstermiştir, fakat bu sayının tespit edilebilenin çok üzerinde olduğu tahmin edilmektedir. *Bacillus subtilis*, *Streptococcus pneumoniae*, *Neisseria gonorrhoeae*, ve *Haemophilus influenzae* doğal transformasyonun en kapsamlı çalışıldığı bakterilerdir.

Tarihçe
-------

Transformasyon ilk defa 1927'de, bakteriyel pnömoniye karşı bir aşı bulmaya çalışan bir İngiliz bakteriyolog, Frederick Griffith tarafından keşfedilmiştir. Griffith *Streptococcus pneumoniae* 'nın virülan bir suşunun ısıtılarak öldürülmesinin ardından bunun aynı bakterinin virülan olmayan bir suş ile karıştırılması halinde, zararsız bakterinin virülan hale dönüştüğünü gösterdi. 1944'te bu dönüştürücü faktörün DNA olduğu Oswald Avery, Colin MacLeod, and Maclyn McCarty tarafından gösterildi. Bu araştırmacılar DNA'nın bakterilerin içine alınması onunla bütünleşmesine "transformasyon" adını verdiler.

Mekanizmalar
------------

### Bakteriler

Bakterilerde transformasyon, çıplak (yani hücre veya proteinlerle beraber olmayan) DNA'nın alınması sonucu meydana gelen istikrarlı kalıtsal değişiklik olarak ifade edilebilir. Bakterinin ortamdan yabancı DNA'yı içine alabilme özelliğine yetkinlik (İng. *competence*) adı verilir. Yetkinliğin iki tipini ayırt etmek gerekir: doğal ve yapay.

#### Doğal yetkinlik

Ana madde: Yetkinlik (biyoloji)
Bazı bakteriler (tüm bakteri türlerinin %1'i) laboratuvar şartlarında DNA'yı içlerine alma yeteneğine sahiptir; doğal ortamlarında çok daha fazlası bu yeteneğe sahip olabilir. Bu türler, DNA'nın hücre zar(lar)ı içinden içeri taşınmasını sağlayan mekanizmalar için gereken genlere sahiptir.

#### Yapay yetkinlik

Yapay yetkinlik için gerekli proteinler hücrenin genleri tarafından kodlanmaz. Laboratuvar işlemleri ile, yani doğada normalde rastlanmayan şartlar altında, hücre zarı'nın DNA'ya geçirgen olması sağlanır.

Hücrelerin Ca2+ gibi ikideğerlikli (bivalent) katyonlar varlığında soğutulmasıyla, hücre zarının plazmid DNA'sı için geçirgen olması sağlanabilir. Hücrelerin buz üstünde bekletildikten sonra kısa bir süre için ısı şokuna (örneğin 30–120 saniye boyunca 42 °C'de) tâbi tutulması DNA'nın hücrenin içine girmesine neden olur. Bu yöntem dairesel plazmid DNA'lar için oldukça etkili bir şekilde çalışır.

Bu yöntem, muhtemelen hücredeki eksonükleaz enzimlerinin doğrusal DNA'yı çabucak sindirmelerinden dolayı, kromozomal DNA parçası gibi doğrusal moleküller için iyi çalışmaz. Ancak, doğal yetkin hücreler plazmidlere kıyasla doğrusal DNA molekülleriyle de daha verimli olarak transforme olurlar.

Elektroporasyon bakterilerde (ve diğer hücre tiplerinde) delik açmanın bir diğer yoludur, burada hücreler kısa süreli bir elektrik alanı (10-20kV/cm) içinde şok edilirler. Plazmit DNA'sı bu deliklerden hücre içine girer. Doğal membran tamir mekanizmaları şokun ardından bu delikleri kısa sürede onarırlar.

##### Plasmid transformasyonu

Hücrenin içinde varlığını sürdürebilmek için bir plazmit DNA 'sında bir ikileşme merkezi (replikasyon orijini) bulunması gerekir, bu bölge sayesinde plazmit, kromozomdan bağımsız olarak ikilenir. Laboratuvarda transformasyon işlemi sonucunda genelde çok sayıda transforme olmamış hücre arasında az sayıda transforme olmuş hücre bulunduğundan, plazmiti taşıyan hücrelerin tanınması için bir yöntem gerekir. Transformasyon deneylerinde kullanılan plazmitlerde genellikle bir antibiyotik direnç geni bulunur, plazmiti taşımayan bakteriler bu antibiyotiğe duyarlıdır. Dolayısıyla, transformasyonda kullanılan plazmite özgü bu antibiyotiği içeren seçici bir besiyerinde çoğalabilen hücrelerin bu plazmit ile transformasyona uğradıkları söylenir.

Kaynakça
--------

1. ↑  Transformation 11 Ocak 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. U.S. National Library of Medicine
2. ↑  Chen I, Dubnau D (2004). "DNA uptake during bacterial transformation". *Nat. Rev. Microbiol*. **2** (3). ss. 241-9. doi:10.1038/nrmicro844. PMID 15083159.
3. ↑  Transfection, U.S. National Library of Medicine
4. ↑  Anthony J. F. Griffiths, Susan R. Wessler, Sean B. Carroll, John Doebley (2015). "An Introduction to Genetic Analysis". KB1 bakım: Birden fazla ad: yazar listesi (link)  **ISBN-10:** 1464109486
5. 1 2 3  Johnston, C. Martin, B. Fichant, G.; ve diğerleri. (2014). "Bacterial transformation: distribution, shared mechanisms and divergent control". *Nat. Rev. Microbiol.*, *12*. ss. 181-196. doi:10.1038/nrmicro3199. KB1 bakım: Diğerlerinin yanlış kullanımı (link) KB1 bakım: Birden fazla ad: yazar listesi (link)
6. ↑  Dubnau, D. and Blokesch, M. (2019). "Mechanisms of DNA Uptake by Naturally Competent Bacteria". *Annual Review of Genetics*, *53:1*. ss. 217-237. doi:10.1146/annurev-genet-112618-043641. KB1 bakım: Birden fazla ad: yazar listesi (link)
7. ↑  Inês Chen, Peter J. Christie, David Dubnau (2005). "The Ins and Outs of DNA Transfer in Bacteria". *Science*. **310** (5753). ss. 1456-1460. doi:10.1126/science.1114021. KB1 bakım: Birden fazla ad: yazar listesi (link)
8. ↑  Chen I, Dubnau D (2004). "DNA uptake during bacterial transformation". *Nat. Rev. Microbiol*. **2** (3). ss. 241-9. doi:10.1038/nrmicro844. PMID 15083159.
9. ↑  Large-volume transformation with high-throughput efficiency chemically competent cells. Focus 20:2 (1998).
10. ↑  Transformation efficiency of E. coli electroporated with large plasmid DNA. Focus 20:3 (1998).

| * g
* t
* d
Biyoloji |
| --- |
| 
* Giriş (Genetik, Evrim)
* Ana hatlar
* Tarih
	+ Zaman çizelgesi
* Dizin

 |
| Biyoloji | 

|  |  |
| --- | --- |
| Genel Bakış | 
* Bilim
* Yaşam
* Özellikler (Adaptasyon, Metabolizma, Büyüme, Düzen, Düzenleme, Üreme, Çevreye verilen tepki)
* Yaşam hiyerarşisi (Atom > Molekül > Organel > Hücre > Doku > Organ > Organ sistemi > Canlı > Popülasyon > Topluluk > Ekosistem > Biyosfer)
* İndirgemeci
* Belirme
* Mekanistik
* Bilimsel yöntem
* Teori
* Kanun
* Akran denetimi
* Biyoloji dergileri

 |
| Kimyasal temel | 
* Atomlar
* Amino asitler
* Karbonhidratlar
* Kimyasal bağ
* Element
* Lipitler
* Madde
	+ Kuantum
* Moleküller
* Monomer
* Nükleik asitler
* Organik bileşikler
* pH
* Polimer
* Proteinler
* Su

 |
| Hücreler | 
* ATP
* Hücre döngüsü
* Hücre teorisi
* Hücre sinyalizasyonu
* Hücresel solunum
* Enerji dönüşümü
* Enzim
* Ökaryot
* Fermantasyon
* Metabolizma
* Mayoz
* Mitoz
* Fotosentez
* Prokaryot

 |
| Genetik | 
* DNA
* Epigenetik
* Evrimsel gelişim biyolojisi
* Gen ifadesi
* Gen düzenlenmesi
* Genomlar
* Mendel genetiği
* Transkripsiyon sonrası modifikasyon

 |
| Evrim | 
* Adaptasyon
* Yeryüzündeki ilk yaşam
* İşlev
* Genetik sürüklenme
* Gen akışı
* Yaşamın evrimsel tarihi
* Makro evrim
* Mikro evrim
* Mutasyon
* Doğal seçilim
* Filogenetik
* Türleşme
* Taksonomi

 |
| Çeşitlilik | 
* Arkea
* Hayvanlar
* Bakteri
* Mantarlar
* Omurgasızlar
* Bitkiler
* Protistler
* Omurgalılar
* Virüsler

 |
| Bitki formu  ve işlevi | 
* Epidermis
* Çiçek
* Temel doku
* Yaprak
* Floem
* İnternod
* Kök
* Sürgün
* Damarlı bitki
* Damar dokusu
* Ksilem

 |
| Hayvan formu  ve işlevi | 
* Soluma
* Dolaşım sistemi
* Endokrin sistem
* Sindirim sistemi
* Homeostaz
* Bağışıklık sistemi
* İç çevre
* Kas sistemi
* Sinir sistemi
* Üreme sistemi
* Solunum sistemi

 |
| Ekoloji | 
* Gıda döngüsü
* Biyolojik etkileşim
* Biyokütle
* Biyomlar
* Biyosfer
* İklim
* İklim değişikliği
* Komünite
* Koruma
* Ekosistem
* Habitat
	+ Niş
* Mikrobiyom
* Nüfus dinamikleri
* Kaynaklar

 |

 |  |
| Araştırma  yöntemleri | 

|  |  |
| --- | --- |
| Laboratuvar  teknikleri | 
* Genetik mühendisliği
* Transformasyon
* Jel elektroforezi
* Kromatografi
* Santrifüjleme
* Hücre kültürü
* DNA dizileme
* DNA mikroçip
* Yeşil floresan protein
* Vektör
* Enzim ölçümü
* Protein saflaştırması
* Western blot
* Northern blot
* Southern blot
* Restriksiyon enzimi
* Polimeraz zincir reaksiyonu
* İki hibritli tarama
* *In vivo*
* *In vitro*
* *In silico*

 |
| Saha teknikleri | 
* Kuşak transekti
* Etiketleme ve tekrar yakalama
* Tür keşif eğrisi

 |

 |
| Dallar | 
* Anatomi
* Astrobiyoloji
* Biyocoğrafya
* Biyoenformatik
* Biyofizik
* Biyoistatistik
* Biyokimya
* Biyomekanik
* Biyosemiyotik
* Biyoteknoloji
* Botanik
* Bilişsel biyoloji
* Koruma biyolojisi
* Deniz biyolojisi
* Ekoloji
* Epidemiyoloji
* Epigenetik
* Evrimsel biyoloji
* Evrimsel gelişim biyolojisi
* Farmakoloji
* Fikoloji
* Fizyoloji
* Gelişim biyolojisi
* Genetik
* Genomik
* Hesaplamalı biyoloji
* Histoloji
* Hücresel mikrobiyoloji
* İmmünoloji
* İnsan biyolojisi
* Kronobiyoloji
* Lipidoloji
* Matematiksel biyoloji
* Mikoloji
* Mikrobiyoloji
* Moleküler biyoloji
* Nörobilim
* Paleontoloji
* Parazitoloji
* Patoloji
* Radyobiyoloji
* Sentetik biyoloji
* Sistematik
* Sistem biyolojisi
* Sitoloji
* Sosyobiyoloji
* Tarım bilimi
* Üreme biyolojisi
* Viroloji
* Yapısal biyoloji
* Zooloji

 |
| Sözlükler | 
* Biyoloji
* Botanik terimler
* Ekoloji terimler
* Bitki morfolojisi terimleri

 |
| 
* Kategori Kategori
* Commons sayfası Commons
* VikiProje Vikiproje

 |