Em 1928, o bacteriologista Frederick Griffith trabalhou em uma vacina para a pneumonia, que é causada pela bactéria Streptococcus pneumoniae. Griffith estudou duas estirpes de pneumonia em murganhos: uma patogénica e outra não patogénica. Apenas a estirpe patogénica matou murganhos hospedeiros.
Griffith fez uma descoberta inesperada quando matou a estirpe patogénica e misturou os seus restos mortais com a estirpe viva, não patogénica. Não só a mistura matou murganhos hospedeiros, mas também continha bactérias patogénica vivas que produziam descendentes patogénicos. Griffith concluiu que a estirpe não patogénica recebeu algo da estirpe patogénica morta que a transformou na estirpe patogénica; ele chamou a isso de princípio transformador.
Na altura dos estudos de Griffith, houve um debate aceso em torno da identidade do material genético. Muitas evidências iniciais implicavam as proteínas como moléculas hereditárias. As experiências de Griffith sobre transformação bacteriana forneceram alguns dos primeiros dados demonstrando que o DNA é o material genético.
As bactérias incorporam DNA externo através da transformação. A transformação ocorre naturalmente, mas também é induzida em laboratórios—frequentemente para clonar DNA. Para clonar um gene específico, os cientistas podem inserir o gene em um plasmídeo, uma molécula de DNA circular que se pode replicar independentemente. O plasmídeo contém frequentemente um gene de resistência a antibióticos. As bactérias incorporam o plasmídeo através da transformação. Os cientistas expõem então as bactérias a antibióticos. As colónias bacterianas sobreviventes têm de conter o plasmídeo porque o plasmídeo contém um gene de resistência a antibióticos. A análise de DNA pode confirmar a presença do gene no plasmídeo. Colónias bacterianas com o gene desejado expandem e podem ser usadas para produzir mais plasmídeos ou proteínas.
Por que é que as bactérias aceitam DNA estranho? Ao contrário de organismos sexualmente reprodutores, as bactérias essencialmente clonam-se. Este método reprodutivo, chamado fissão binária, oferece poucas oportunidades de variação genética. Embora as mutações introduzam alguma diversidade, muitas mutações são prejudiciais. Compartilhar genes através da transformação, bem como a conjugação e a transdução, permite que os procariotas evoluam.
