От лат. transformatio – преобразование, превращение < transformo – преобразовывать (буквально, возникновение другой формы). В общем смысле – передача ДНК через внеклеточную среду или другими словами, изменение свойств одних бактериальных клеток под влиянием ДНК, выделенной из других бактериальных клеток. В её основе лежит включение фрагментов ДНК клеток-доноров в “хромосому” бактерий-реципиентов (для трансформации донорская ДНК должна быть двухцепочечной, а в клетках реципиента она становится одноцепочечной и рекомбинирует с геномной ДНК). Трансформация – одна из систем рекомбинации у бактерий. Наряду с трансдукцией, плазмидами и эписомами, трансформация – это однонаправленный перенос генетического материала (обычно небольшой части генома) (см. Рекомбинация).
*Явление трансформации было открыто? (см. ниже!) английским военным врачом и микробиологом Фредериком (Фредом) Гриффитсом (Griffith F., 1928) при изучении болезней, вызываемых Diplococcus pneumoniae, который существует в двух разных формах – вирулентной капсульной формы (S-форма**) и авирулентной бескапсульной формы (R-форма***). В своих экспериментах Гриффит обнаружил, что при смешивании перед заражением мышей убитой капсульной формы с живой бескапсульной формой у погибших животных выявляются активные капсульные бактерии.
В 1943–1944 гг. сотрудники Рокфеллеровского института в Нью-Йорке Освальд Эвери (канадец), Колин МакЛеод и Маклин МакКарти (Avery O. T., McLeod C. M., Mc Carty M., 1944) дали объяснение результатам, полученным Гриффитом. Они показали, что одной из систем рекомбинации у бактерий является трансформация. Одновременно (и это самое главное!) их исследования показали, что у бактерий генетическим материалом служит ДНК, поскольку очищенные формы ДНК участвуют в передаче признака вирулентности. Справедливости ради стоит отметить, что Эвери говорил об этом очень неуверенно. Наконец, в 1952 г. американские микробиологи Альфред Хёрши и Марта Чейз (Hershey A., Chase M., 1952) в экспериментах по заражению бактерий Т2-фагами, меченными радиоактивными серой и фосфором (у одной группы вирусов белки капсида были мечены серой (35S), а у другой – фосфором (32P) мечена ДНК), окончательно убедили научное сообщество, что нуклеиновые кислоты являются генетическими макромолекулами.
Однако, справедливости ради следует сказать, что ещё в 1922 г. Лев Александрович Зильбер (см. Вирус саркомы Рауса) в опытах по заражению морских свинок получил парадоксальные результаты. В брюшную полость животных он вводил возбудителей сыпного тифа и одновременно с ними помещал коллоидный мешочек, содержащий бактерии вульгарного протея. Спустя несколько дней он извлекал коллоидный мешочек и исследовал бактерий, которые приобретали способность агглютинировать с антисывороткой к возбудителю сыпного тифа, и эти свойства передавались бактериями своему потомству в течение нескольких лет!
**От англ. smooth – гладкий (гладкая форма колоний). Бактерии штамма S окружены гладкой и блестящей полисахаридной капсулой. Именно капсульные бактерии вызывают пневмонию у животных (у человека могут быть причиной тяжёлой крупозной пневмонии (от англ. croup – болезнь), сопровождающейся отёком лёгких).
***От англ. rugose (rough) – шероховатый, грубый (шероховатая форма поверхности колоний; бактерии, образующие её, отличается от других типов клеток высокой трансформируемостью).