En 1928, le bactériologiste Frederick Griffith a travaillé sur un vaccin contre la pneumonie, qui est provoquée par la bactérie Streptococcus pneumoniae. Griffith a étudié deux souches de pneumonie chez des souris : une pathogène et une non pathogène. Seule la souche pathogène a tué des souris hôtes.

Griffith a fait une découverte inattendue quand il a tué la souche pathogène et mélangé ses restes avec la souche vivante, non pathogène. Non seulement le mélange a tué des souris hôtes, mais il contenait aussi des bactéries pathogènes vivantes qui produisaient une progéniture pathogène. Griffith a conclu que la souche non pathogène a reçu quelque chose de la souche pathogène morte qui l’a transformée en souche pathogène ; il a appelé cela le principe de transformation.

Au moment des études de Griffith, il y avait de gros débats sur l’identité du matériel génétique. Beaucoup des premières preuves impliquaient des protéines comme des molécules héréditaires. Les expériences de Griffith sur la transformation bactérienne ont fourni quelques-unes des premières données démontrant que l’ADN est le matériel génétique.

Les bactéries incorporent l’ADN externe par transformation. La transformation se produit naturellement, mais elle est également induite dans les laboratoires, souvent pour cloner l’ADN. Pour cloner un gène spécifique, les scientifiques peuvent insérer le gène dans un plasmide, une molécule circulaire d’ADN qui peut se répliquer indépendamment. Le plasmide contient souvent un gène de résistance aux antibiotiques. Les bactéries prennent le plasmide par le biais de la transformation. Les scientifiques exposent ensuite les bactéries aux antibiotiques. Les colonies bactériennes survivantes devraient contenir le plasmide parce que le plasmide contient un gène de résistance aux antibiotiques. L’analyse de l’ADN peut confirmer la présence du gène dans le plasmide. Les colonies bactériennes avec le gène désiré se multiplient et peuvent être utilisées pour fabriquer plus de plasmides ou de protéines.

Pourquoi les bactéries absorberaient-elles de l’ADN étranger ? Contrairement aux organismes qui se reproduisent sexuellement, les bactéries se clonent essentiellement elle-mêmes. Cette méthode de reproduction, appelée fission binaire, offre peu de possibilités de variation génétique. Bien que les mutations introduisent une certaine diversité, de nombreuses mutations sont nocives. Le partage des gènes par la transformation, ainsi que la conjugaison et la transduction, permet aux procaryotes d’évoluer.