A transformação e a transfecção são técnicas centrais para introduzir DNA estranho em células. São a base da produção de proteínas recombinantes, terapia genética, genómica funcional e biologia sintética.

Transformação Bacteriana

A transformação é a captação de DNA exógeno por células bacterianas. A maioria das estirpes laboratoriais de Escherichia coli não é naturalmente competente e deve ser tornada artificialmente competente.

Transformação química usa tratamento com cloreto de cálcio (CaCl₂) para tornar a membrana celular bacteriana permeável ao DNA. As células são incubadas em gelo com o DNA, submetidas a choque térmico a 42 °C por 45–90 segundos e depois devolvidas ao gelo. Um breve crescimento em meio não seletivo permite a expressão do marcador de resistência a antibióticos antes de plaqueamento em ágar seletivo. A transformação química tipicamente produz 10⁶–10⁸ unidades formadoras de colónias por micrograma de DNA plasmídico.

Células eletrocompetentes são preparadas lavando bactérias em fase logarítmica em glicerol 10% gelado para remover iões. Um breve pulso de alta voltagem (1,5–2,5 kV) poros transitoriamente a membrana celular, permitindo a entrada de DNA. A eletroporação produz 10⁹–10¹⁰ UFC/µg para plasmídeos pequenos e funciona com produtos de ligação e construtos maiores.

Transfecção de Células Eucarióticas

A transfecção introduz DNA em células de mamíferos ou insetos. O termo distingue-a da transformação, que se refere à captação bacteriana.

• Transfecção mediada por lípidos: lípidos catiónicos formam lipossomas que encapsulam o DNA e fundem-se com a membrana celular. Este método é eficiente para a maioria das linhas celulares aderentes (HeLa, HEK 293), mas é tóxico para algumas células primárias.
• Coprecipitação com fosfato de cálcio: o DNA forma um precipitado com fosfato de cálcio que se deposita sobre as células e é captado por endocitose. É barato, mas menos eficiente e requer controlo cuidadoso do pH.
• Eletroporação: como nas bactérias, um breve pulso elétrico poros a membrana. Funciona para células difíceis de transfetar (células primárias, células em suspensão), mas causa morte celular significativa.
• Transdução viral: uso de lentivírus, retrovírus ou vírus adeno-associado (AAV) modificados para fornecer material genético. Este é o método mais eficiente para células primárias e para integração estável no genoma.

Transfecção Estável vs. Transiente

A transfecção transiente produz expressão por 2–7 dias, pois o plasmídeo permanece episomal. A transfecção estável usa um marcador selecionável (ex.: puromicina, G418, higromicina) para selecionar células que integraram o DNA no seu genoma, produzindo linhas celulares permanentes.