Agrobacterium on bakteriaalne perekond, mis põhjustab kaheiduleheliste taimede mitmeid haigusi, sealhulgas kroon sapipõletikku ja karvaseid juurehaigusi. Neid kahte haigust kodeerivad bakterite plasmiidides (mittekromosomaalses DNA-s) asuvad geenid. Bakteriliigid Agrobacterium tumerfaciens kannab a kasvajat indutseeriv plasmiid (Ti plasmiid), mis vastutab taimede kroon sapipõletiku eest. Agrobacterium rhizogenes on veel üks sadamaid sisaldav bakter juuri indutseeriv plasmiid (Ri plasmiid), mis vastutab taimede karvase juurehaiguse eest. Ti ja Ri plasmiidid on selle bakteri perekonna jaoks ainulaadsed patogeensed plasmiidid. Ti ja Ri plasmiidi peamine erinevus on see Ti plasmiidi kodeeritakse geenidega, mis põhjustavad kroonilist sapipõletikku, samas kui Ri plasmiidi kodeeritakse taimede karvase juurehaiguse geenidega. Need patogeensed plasmiidid sisaldavad geeniklaste, mis vastutavad DNA replikatsiooni, virulentsuse, T-DNA, opiini kasutamise ja konjugatsiooni eest. Infektsiooni ajal, Agrobacterium elimineerib selle plasmiidi T-DNA (siirde-DNA) piirkonna ja integreerub haiguse tekitamiseks taime genoomiga. Seda võimet kasutavad molekulaarbioloogid oluliste geenide tutvustamiseks taimedesse geenitehnoloogias. Seega, Agrobacterium peetakse oluliseks vahendiks biotehnoloogias ja molekulaarbioloogias kimäärse DNA sisestamiseks erinevatesse taimeliikidesse.
SISU
1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on Ti Plasmid
3. Mis on Ri Plasmid
4. Kõrvuti võrdlus - Ti vs Ri Plasmid
5. Kokkuvõte
Kasvajat indutseeriv plasmiid (Ti-plasmiid) on suurem plasmiid, mida kannab Agrobacterium tumerfaciens põhjustada kroon sapipõletikku paljudes kaheidulehelistes taimedes. Nimetust krooniline sapipõletik kasutatakse suurte tuumorite moodustumise tõttu nagu tursed (sapikad) taimepinnas mullapinna kohal, kuna taimehormoonid on auksiin ja tsütokiniinid ületootnud A. tumerfaciens. T-DNA piirkond sisaldab kasvajat indutseerivaid geene. Agrobacterium tumerfaciens siseneb taimedesse kahjustatud taimekudede kaudu, eriti haavade kaudu, ja kannab oma osa plasmiidsest DNA-st (T-DNA) koos haigust põhjustavate geenidega taimerakkudesse. Seejärel integreerub see T-DNA taimeraku genoomi ja transkribeerib. Geenide ekspressioon põhjustab kasvajate moodustumist ja sellega seotud muutusi rakkude ainevahetuses. Kroon sapipõletik ei põhjusta vanematele taimedele tõsist kahju. Kuid see vähendab puukoolide taimede kvaliteeti.
Selle ainulaadse nakkusviisi tõttu, A. tumerfaciens kasutatakse laialdaselt geenitehnoloogia vahendina transgeensete taimede tootmiseks. Kasvajat indutseerivad geenid surutakse maha ja soovitud geenid, nagu insektitsiidide suhtes resistentsed geenid ja herbitsiidide suhtes resistentsed geenid, sisestatakse või rekombineeritakse Ti-plasmiidi rekombinantse DNA tehnoloogia abil ja kasutatakse taimede aretusprogrammides. Kui T-DNA kantakse üle nakatumisel A. tumerfaciens taimedele omandavad taimed soovitud geenide mõju looduslikult. Seetõttu saab selle bakteri loodusliku nakkusprotsessi abil integreerida kõik T-DNA-sse sisestatud võõrad DNA-d taimeraku genoomidesse.
Joonis 01: Ti plasmiid A. tumerfaciens
Juurt esilekutsuv plasmiid (Ri Plasmid) on bakter, mida kannab plasmiid A. rhizogenes. Ri plasmiid on vastutav haiguse, mida nimetatakse kaheidu taimede karvase juure haiguseks. Nakkus A. rhizogenes põhjustab juhuslike juurte ulatuslikku moodustumist nakkuskohas või selle läheduses. Karvased juuri indutseerivad geenid asuvad Ri plasmiidi T-DNA piirkonnas. Ri-plasmiid on suurem plasmiid, mis sarnaneb Ti-plasmiidiga. A. rhizogenes Samuti suudab RI plasmiidi T-DNA piirkonda kanda taimerakkudesse ja integreerida taimeraku genoomiga transkriptsioonide saamiseks taimerakkude masinatega haiguste tekitamiseks. Seega toimivad Ri plasmiidid ka taimede geenitehnoloogias oluliste vektoritena.
Ti vs Ri Plasmid | |
Ti plasmiid on ümmargune ja suurem plasmiid, mida kannab A. tumerfaciens | Ri plasmiid on ümmargune ja suurem plasmiid, mida kannab A.risogeenid |
Haigus | |
Ti plasmiid kodeerib taimede kroon sapipõletiku geene | Ri plasmiid kodeerib kaheiduleheliste taimede karvase juurehaiguse geene. |
Ti ja Ri plasmiidid on patogeensed plasmiidid, mis sisaldavad A. tumerfaciencs ja A. rhizogenes, vastavalt. Ti-plasmiidil on kasvajaid esilekutsuvad geenid, mis põhjustavad taimedes kroonilist sapipõletikku. Ri plasmiidil on juuri indutseerivad geenid, mis põhjustavad taimedes karvaseid juurehaigusi. See on peamine erinevus Ti ja Ri plasmiidide vahel. Neid plasmiide saab kasutada vektoritena taimede geenitehnoloogias, kuna neil on loomulik võime kanda osa oma plasmiidsest DNA-st peremeesgenoomi. Need sisaldavad geeniklastrit ja on umbes 200 kbp suurused. Iga plasmiid sisaldab unikaalseid geene.
Viited
1. Katsunori Suzuki, Katsuyuki Tanaka, Shinji Yamamoto, Kazuya Kiyokawa, Kazuki Moriguchi ja Kazuo Yoshida. 2. “Ti ja Ri plasmiidid.” Springer. Springer Berlin Heidelberg, 1. jaanuar 1970. Veeb. 21. aprill 2017
3. Zupan, J. R. ja P. Zambryski. "T-DNA ülekandmine Agrobacteriumist taimerakku." Taimefüsioloogia. USA Riiklik Meditsiiniraamatukogu, aprill 1995. Veeb. 22. aprill 2017
Pilt viisakalt:
1. “Ti plasmid” autor MouagipSee vektorgraafika pilt loodi Adobe Illustratoriga. - Oma töö (CC0) Commonsi Wikimedia kaudu