Natürliche Mechanismen der DNA-Übertragung
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In der Natur bestehen verschiedene Möglichkeiten, DNA von einem Organismus auf einen anderen zu übertragen. Bei den Bakterien ist der Gentransfer weit verbreitet; man spricht von Konjugation, Transduktion und Transformation .
Bakterien besitzen kleine, ringförmige DNA-Moleküle, sog. Plasmide , die neben dem "Bakterienchromosom" existieren und sich unabhängig von diesem vermehren können.
Diese Plasmide tragen häufig Resistenzgene gegen bestimmte Faktoren, dadurch können die Bakterien z. B. in einer Antibiotika-Umgebung überleben (Antibiotika-Resistenz).
Antibiotika werden von Mikroorganismen, z. B. Schimmelpilzen, hergestellt und können für eine Bakterienpopulation tödlich wirken. Verfügt aber ein Bakterium über ein Plasmid mit einer schützende Antibiotika-Resistenz, so ist es für die gesamte Population lebenswichtig, in dessen Besitz zu kommen.
Bei der Konjugation lagern sich zwei Bakterien derselben Art aneinander und bilden eine Brücke aus, über die das Plasmid wandert.
Die Transduktion, eine weitere Möglichkeit der Übertragung von DNA, bedient sich der sog. Phagen. Das sind Viren, die ausschließlich Bakterien befallen.
Wenn ein Phage ein Bakterium infiziert, dann injiziert er seine DNA ins Zellinnere. Diese kann in das Bakterienchromosom integriert werden. Dort wird es wie jeder andere Bestandteil der Erbinformation behandelt.
Unter bestimmten Umständen macht sich die Phagen-DNA wieder selbständig. Dazu veranlasst sie das Bakterium, eine neue Proteinhülle herzustellen, mit der sie das Bakterium wieder verlassen kann. Dabei kommt es vor, dass zusätzlich zur Phagen-DNA andere Teile der Bakterien-DNA gleichsam aus Versehen mitgenommen werden. Ein neu infiziertes Bakterium erhält dann auch diese DNA-Teile.
Unter bestimmten Umständen macht sich die Phagen-DNA wieder selbständig. Dazu veranlasst sie das Bakterium, eine neue Proteinhülle herzustellen, mit der sie das Bakterium wieder verlassen kann. Dabei kommt es vor, dass zusätzlich zur Phagen-DNA andere Teile der Bakterien-DNA gleichsam aus Versehen mitgenommen werden. Ein neu infiziertes Bakterium erhält dann auch diese DNA-Teile.
Manche Bakterien können durch ihre Zellwand hindurch freie DNA aufnehmen. Im Labor wird dieser natürliche Vorgang, Transformation genannt, ausgenutzt, um isolierte DNA in Bakterien (bevorzugt in E. coli-Bakterien) einzuschleusen. Die Fähigkeit einiger Bakterien, ihr Plasmid auch auf Pflanzen zu übertragen, wird zur Erzeugung transgener Pflanzen benutzt.
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