165 肺炎双球菌转化实验| DNA不是你想换，想换就能换

生物学家中不乏小动物爱好者，比如下面这位，抱着小狗合照，温情四溢，其乐融融。

他叫格里菲思，他在一百年前做过的一个实验，至今都影响着我们对世界的认识，那就是著名的肺炎双球菌体内转化实验。

好好的狗狗爱好者，一转脸就变成了虐鼠狂人。

这些小鼠也没有白死，他们留在了高中生物教材中，讲述着人类探究遗传物质本质的艰难历程。

这个实验的关键是，加热杀死的S型菌含有转化因子（后来被证明是DNA），把R型菌转化成了S型菌。

S型菌似乎和丧尸、吸血鬼一个套路呢……

细想之后总觉得有什么地方不对。

细胞膜可不是个好对付的小角色，它有很强的选择癖好，不喜欢的东西一律挡在外面，可谓一夫当关，万夫莫开。那么，外来的DNA是什么鬼？为什么要让它进来？

 

 

一、为什么自然状态会发生转化？

细菌的菌生并不容易，沉浮于险象丛生之中，必须得有几个绝招傍身。

就算成不了百毒不侵的超级细菌，至少，我还可以比昨天的自己更厉害一点点。

人家的独门绝技我学不来，我没有染色体，不能易位、倒位，我不会减数分裂，更不能自由组合和交叉互换。我只能进行着日复一日的二分裂，克隆自己的子代，倚赖着小概率的基因突变，等待着进化机遇的垂青。

于是，穷则思变的我开发了一项新技能——转化。

不是我不明白，而是这世界变化快。

 

 

二、转化需要什么条件？

DNA的交易可不是随时随地都能发生，这需要细菌做好充分的准备。这样的细菌被称作感受态细菌。R型活肺炎双球菌在对数期后期大约40分钟内处于“感受态”，此时的R型菌吸收外源DNA的能力比其他时期大1000倍。

细胞膜表面有30-80个“感受态因子”位点。  感受态因子能使细胞表面的DNA结合蛋白和核酸酶裸露出来。

有了感受态，麻麻再也不用担心DNA被细胞膜挡在外面啦！

 

 

三、转化的过程是怎样的？

废话少说直接上步骤。

 

1. S型菌释放出自身的DNA片段，与R型菌细胞膜表面的“感受态因子”位点结合。DNA结合蛋白负责social，核酸酶负责真枪实弹、暴力拆解，把DNA双链拆开，其中一条水解，只留下另一条单链。

2. 单链DNA片段进入细胞后，与R型菌DNA的同源区段配对，并使受体DNA的相应单链片段被切除，从而将其替换，于是形成一个杂种DNA区段。

3.随着R型菌的分裂生殖，DNA进行复制，杂合区段半保留复制，一半S型，一半R型。

 

还有一个问题，R能不能让S转变成无毒的R呢？据说，S型有荚膜，无感受态，因此自然状态不能被转化。所以，由好变坏易，浪子回头难呀。

 

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