Agrobacterium je bakterijski rod, ki povzroča več bolezni pri dvodomnih rastlinah, vključno s kronično žolčno boleznijo in dlakavo koreninsko boleznijo. Te dve bolezni kodirajo geni, ki se nahajajo v plazmidih (nehromosomska DNK) bakterij. Bakterijske vrste Agrobacterium tumerfaciens nosi a plazmid, ki inducira tumor (Ti plazmid), ki je odgovoren za bolezen kronskih žolčnika pri rastlinah. Agrobacterium rhizogenes je še ena bakterija, ki se skriva koreninski plazmid (Ri plazmid), odgovoren za dlakave koreninske bolezni pri rastlinah. Ti in Ri plazmidi so patogeni plazmidi, edinstveni za ta bakterijski rod. Ključna razlika med plazmidom Ti in Ri je v tem Ti plazmid je kodiran z geni, ki so odgovorni za povzročitev bolezni žolčnika v kroni, medtem ko je Ri plazmid kodiran z geni za dlakavo koreninsko bolezen pri rastlinah. Ti patogeni plazmidi vsebujejo genske grozde, ki so odgovorni za podvajanje DNK, virulenco, T-DNA, uporabo opina in konjugacijo. Med okužbo, Agrobacterium izloča svoje T-DNA (prenos DNK) plazmid in se integrira z genom rastlin, da povzroči bolezen. To sposobnost molekularni biologi izkoriščajo za vnašanje pomembnih genov v rastline v genskem inženiringu. Od tod tudi, Agrobacterium v biotehnologiji in molekularni biologiji velja za pomembno orodje za vnos himerne DNK v različne vrste rastlin.
VSEBINA
1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je Ti plazmid
3. Kaj je Ri plazmid
4. Primerjava ob strani - Ti proti Ri Plasmid
5. Povzetek
Plazmid, ki inducira tumorje (Ti plazmid) je večji plazmid, ki ga obdelujejo Agrobacterium tumerfaciens povzročiti bolezen kronskih žolčnika v številnih rastlinah. Ime kronične žolčne bolezni se uporablja zaradi nastanka velikih tumorjev, kot so otekline (žolčice) na kroni rastlin nad površino tal zaradi prekomerne proizvodnje rastlinskih hormonov avksina in citokininov s strani A. tumerfaciens. Področje T-DNA vsebuje gene, ki inducirajo tumor. Agrobacterium tumerfaciens v rastline vstopi skozi poškodovana rastlinska tkiva, zlasti prek ran, in prenese svoj del plazmidne DNA (T-DNA) skupaj z boleznijo, ki povzroča gene, v rastlinske celice. Ta T-DNA se nato integrira v genom rastlinskih celic in prepisuje. Ekspresija genov povzroči nastanek tumorjev in s tem povezane spremembe v celični presnovi. Bolezen krošnje ne povzroča resne škode starejšim rastlinam. Vendar pa zmanjšuje kakovost drevesnic.
Zaradi tega edinstvenega načina okužbe, A. tumerfaciens se široko uporablja kot orodje v genskem inženiringu za proizvodnjo transgenih rastlin. Geni, ki inducirajo tumorje, se zatirajo in želeni geni, kot so geni, ki so odporni na insekticide in geni, odporni na herbicide, se vstavijo ali rekombinirajo v Ti plazmid s pomočjo tehnologije rekombinantne DNK in uporabljajo v programih za razmnoževanje rastlin. Ko se T-DNA prenese ob okužbi z A. tumerfaciens na rastline rastline pridobivajo učinke želenih genov po naravni poti. Zato se lahko vsaka tuja DNK, vstavljena v T-DNA, integrira v genom rastlinskih celic s pomočjo naravnega procesa okužbe s to bakterijo.
Slika 01: Ti plazmid iz A. tumerfaciens
Koreninski indukcijski plazmid (Ri Plasmid) je plazmid, ki ga nosi bakterija A. rizogeni. Ri plazmid je odgovoren za bolezen, imenovano dlakava koreninska bolezen v rastlinah diktat. Okužba s A. rizogeni povzroči obsežno tvorbo naključnih korenin na mestu okužbe ali v njegovi bližini. Geni, ki povzročajo dlačne korenine, se nahajajo v območju T-DNA plazmida Ri. Ri plazmid je večji plazmid, podoben Ti plazmidu. A. rizogeni je tudi sposoben prenašati T-DNA območje RI plazmida v rastlinske celice in se integrirati z genom rastlinskih celic, da bi dobili prepise z uporabo rastlinskih celičnih strojev za povzročanje bolezni. Zato plazmidi Ri služijo tudi kot pomembni prenašalci v genskem inženiringu rastlin.
Ti proti Ri Plasmid | |
Ti plazmid je krožni in večji plazmid, na katerega se nanaša A. tumerfaciens | Ri plazmid je krožni in večji plazmid, na katerega se nanaša A.rizogene |
Bolezen | |
Ti plazmid kodira gene za bolezni kronskih žolčnika pri rastlinah | Ri plazmid kodira gene za dlakave koreninske bolezni pri rastlinah diktat. |
Ti in Ri plazmidi so patogeni plazmidi, ki jih hranijo A. tumerfaciencs in A. rizogeni, oz. Ti plazmid ima gene, ki povzročajo tumorje, ki povzročajo bolezen žolčnih ven v rastlinah. Ri plazmid ima gene, ki povzročajo korenine, ki povzročajo dlakave koreninske bolezni pri rastlinah. To je glavna razlika med plazmidi Ti in Ri. Te plazmide lahko uporabimo kot vektorje v genskem inženiringu rastlin zaradi njihove naravne sposobnosti prenosa dela svoje plazmidne DNA v gostiteljski genom. Vsebujejo genske grozde in so velikosti približno 200 kbp. Vsak plazmid vsebuje edinstvene gene.
Reference
1. Katsunori Suzuki, Katsuyuki Tanaka, Shinji Yamamoto, Kazuya Kiyokawa, Kazuki Moriguchi in Kazuo Yoshida. 2. "Ti in Ri plazmidi." Springer. Springer Berlin Heidelberg, 01. januarja 1970. Splet. 21. april 2017
3. Zupan, J. R. in P. Zambryski. "Prenos T-DNA iz Agrobakterija v rastlinsko celico." Fiziologija rastlin. Ameriška nacionalna medicinska knjižnica, apr. 1995. Splet. 22. april 2017
Vljudnost slik:
1. "Ti plazmid" avtorja MouagipTa vektorska grafična slika je bila ustvarjena s programom Adobe Illustrator. - Lastno delo (CC0) prek Wikimedije Commons