Transduktion

Transduktion bezeichnet allgemein den Transfer von genetischem Material oder Signalen durch Trägerstrukturen oder Membranprozesse. In der Biologie wird der Begriff häufig im Zusammenhang mit der Übertragung von Genen zwischen Zellen oder mit intrazellulären Signalwegen verwendet. Zwei Hauptbedeutungen sind dabei unterschieden: genetische Transduktion durch Bakteriophagen und zelluläre Signaltransduktion.

Bei der genetischen Transduktion transferieren Bakteriophagen DNA von einem Spenderbakterium auf ein Empfängerbakterium. Generalisierte Transduktion tritt auf, wenn zufällige Spender-DNA in Phagenpartikeln verpackt wird; der Infektionszyklus führt dann zur Übertragung dieser DNA auf den Empfänger. Bei der spezialisierten Transduktion übertragen Phagen DNA, die in der Nähe ihres Integrationsortes im Donor-Chromosom liegt; dadurch werden benachbarte Gene gemeinsam mit dem Phagen-Genom in den Empfänger eingeführt. Die empfangene DNA kann in das Genom des Empfängers rekombinieren.

Die Transduktion wurde 1952 von Joshua Lederberg und Norton Zinder entdeckt. Sie zeigte, dass genetische Information via Phagen zwischen Bakterien wandern kann und damit eine Formen horizontalen Gentransfers ermöglicht.

In der Mikrobiologie dient Transduktion als Methode zur genetischen Kartierung, zum Aufbau von Mutantenstämmen und zur Untersuchung der Funktion bakterieller Gene. In der Biotechnologie wird sie außerdem als Werkzeug zur Genom- und Stammaufbereitung genutzt.

In der Zellbiologie bezeichnet Transduktion zudem den Prozess der Signaltransduktion: Signale werden durch Rezeptoren erkannt, über sekundäre Boten weitergegeben und lösen eine Kaskade von Molekül-Ereignissen aus, die schließlich eine zelluläre Reaktion steuern. Typische Beispiele sind GPCR- und RTK-Signalwege.