agrobakteri -Agrobacterium

agrobakteri
Agrobacterium-tumefaciens.png
bilimsel sınıflandırma e
Alan adı: bakteri
filum: proteobakteriler
Sınıf: Alfaproteobakteriler
Emir: hipomikrobiyaller
Aile: Rhizobiaceae
cins: Agrobacterium
Conn 1942 (Onaylı Listeler 1980)
Tür türler
Agrobacterium radyobakteri
(Smith ve Townsend 1907) Conn 1942 (Onaylı Listeler 1980)
Türler
Eş anlamlı
  • Polymonas Lieske 1928

Agrobacterium a, cins ve Gram-negatif bakteriler tarafından oluşturulan HJ Conn bu kullanım , yatay gen transfer neden için tümör bitkilerde. Agrobacterium tumefaciens ,bu cins içindeen çok çalışılan türdür . Agrobacterium ,kendisi ve bitkiler arasında DNA transfer etme yeteneği ile bilinirve bu nedenle genetik mühendisliği için önemli bir araç haline gelmiştir.

İsimlendirme Tarihi

1990'lara kadar, Agrobacterium cinsi çöp sepeti taksonu olarak kullanıldı . 16S dizilemenin ortaya çıkmasıyla birlikte , birçok Agrobacterium türü (özellikle deniz türleri) Ahrensia , Pseudorhodobacter , Ruegeria ve Stappia gibi cinslere yeniden atanmıştır . Kalan Agrobacterium türleri üç biyovarsa atanmıştır: biyovar 1 ( Agrobacterium tumefaciens ), biyovar 2 ( Agrobacterium rhizogenes ) ve biyovar 3 ( Agrobacterium vitis ). 2000'li yılların başında, Agrobacterium , Rhizobium cinsiyle eşanlamlı hale getirildi . Bu hareket tartışmalı olduğunu kanıtladı. Tartışma nihayet Agrobacterium cinsinin , Rhizobium'dan filogenetik olarak farklı olduğu ve Agrobacterium türlerinin benzersiz bir sinapomorfi ile birleştiği gösterildikten sonra eski haline getirildiğinde çözüldü : cinsin tüm üyelerine neden olan protelomeraz geni, telA'nın varlığı. lineer bir kromit var . Ancak bu zamana kadar, üç Agrobacterium biyovarı geçersiz hale gelmişti; biovar 1, Agrobacterium ile kaldı , biovar 2, Rhizobium rhizogenes olarak yeniden adlandırıldı ve biovar 3, Allorhizobium vitis olarak yeniden adlandırıldı .

Bitki patojeni

Bu kökler üzerinde büyük oluşumlardır ur ile indüklenen Agrobacterium sp.

Agrobacterium tumefaciens bitkilerde taç safra hastalığına neden olur. Hastalık, enfekteli bitkide, genellikle kök ve sürgün arasındaki kavşakta, tümör benzeri bir büyüme veya safra ile karakterizedir . Tümörler , bakteriyel tümör indükleyici (Ti) plazmitten bir DNA segmentinin ( T-DNA ) konjugatif transferi ile tetiklenir . Yakın akraba türler olan Agrobacterium rhizogenes kök tümörlerini indükler ve farklı Ri (kök indükleyici) plazmiti taşır. Agrobacterium taksonomisi şu anda revize ediliyor olsa da, cins içinde Agrobacterium tumefaciens , Agrobacterium rhizogenes ve Agrobacterium vitis olmak üzere 3 biyovarın bulunduğu genelleştirilebilir . İçinde suşlar , Agrobacterium tumefaciens ve Agrobacterium rhizogenes bir Ti ya da Ri- ya liman mümkün olduğu bilinmektedir plazmid suşları iken : Agrobacterium vitis , genel olarak bir Ti-plazmidi liman olabilir, asmalar için yazılmıştır. Non- Agrobacterium suşları laboratuar çalışmaları olmayan göstermiştir iken Rı-plazmide çevresel örneklerden izole edilmiştir , Agrobacterium suşları da bir Ti-plazmidi barındırabilmektedir. Agrobacterium'un bazı çevresel suşları ne Ti ne de Ri-plazmide sahiptir. Bu suşlar avirülenttir.

Plazmit T-DNA, konak hücrenin genomuna yarı rasgele entegre edilir ve T-DNA üzerindeki tümör morfolojisi genleri eksprese edilerek bir gal oluşumuna neden olur. T-DNA , tipik olarak oktopin veya nopalin gibi olağandışı amino asitlerin üretimi için biyosentetik enzimler için genler taşır . Ayrıca biyosentezi için olan genleri taşıyan bitki hormonları , oksin ve sitokininler ve biyosentezi için Opinlerin veren diğer birçok mikro-organizmalar kullanamaz bakteriler için bir karbon ve azot kaynağı temin edilmesi, Agrobacterium bir selektif avantaj . Bitki hücresindeki hormon dengesini değiştirerek bu hücrelerin bölünmesi bitki tarafından kontrol edilemez ve tümörler oluşur. Oksinin, tümör genleri tarafından üretilen sitokine oranı, tümörün morfolojisini belirler (kök benzeri, düzensiz veya sürgün benzeri).

İnsanlarda

Genellikle bitkilerde bir enfeksiyon olarak görülmesine rağmen, Agrobacterium zayıflamış bağışıklık sistemi olan insanlarda fırsatçı enfeksiyonlardan sorumlu olabilir , ancak sağlıklı bireylerde birincil patojen olduğu gösterilmemiştir. Agrobacterium radiobacter'in neden olduğu en eski insan hastalıkları derneklerinden biri , İskoçya'da Dr. JR Cain tarafından rapor edilmiştir (1988). Daha sonraki bir çalışma, Agrobacterium'un T-DNA'sını insan hücre genomuna entegre ederek çeşitli insan hücrelerine bağlandığını ve genetik olarak dönüştürdüğünü ileri sürdü . Çalışma, kültürlenmiş insan dokusu kullanılarak yapıldı ve doğadaki ilgili biyolojik aktivite ile ilgili herhangi bir sonuç çıkarmadı.

Biyoteknolojide kullanır

Ayrıca bakınız: yatay gen transferi

Kabiliyeti Agrobacterium aktarma genleri için bitki ve mantar kullanılır biyoteknoloji özellikle de, genetik mühendisliği için bitki ıslahı . Bitkilerin ve mantarların genomları, T-DNA ikili vektörlerinde barındırılan dizilerin teslimi için Agrobacterium kullanılarak tasarlanabilir . Modifiye edilmiş bir Ti veya Ri plazmiti kullanılabilir. Plazmit, tümörü indükleyen genlerin silinmesiyle "devre dışı bırakılır"; T-DNA'nın tek temel parçası, en az biri bitki dönüşümü için gerekli olan iki küçük (25 baz çifti) sınır tekrarıdır. Bitkiye sokulacak genlerin silahsız T-DNA bölgesi içeren bir bitki ikili vektörüne klonlanır plazmid , birlikte (örneğin, bir seçilebilir marker ile, antibiyotik direnci başarılı bir şekilde transforme edilmiş bitkiler için seçimi sağlamak için). Bitkiler, transformasyonun ardından antibiyotik içeren ortamlarda yetiştirilir ve genomlarına entegre edilmiş T-DNA'ya sahip olmayanlar ölür. Alternatif bir yöntem, agroinfiltrasyondur .

Agrobacterium kullanılarak dönüştürülmüş bitki ( S. chacoense ) . Dönüştürülmüş hücreler, yaprak parçalarının yanında nasır oluşturmaya başlar.

Agrobacterium ile dönüşüm birçok yolla gerçekleştirilebilir. Protoplastlar veya alternatif olarak yaprak diskleri, Agrobacterium ile inkübe edilebilir ve bitki doku kültürü kullanılarak rejenere edilen bütün bitkiler . Gelen agroinfiltration Agrobacterium bir bitkinin yaprak dokusu içine doğrudan enjekte edilebilir. Bu yöntem, yalnızca bakterilerle anında temas halinde olan hücreleri dönüştürür ve plazmit DNA'nın geçici ekspresyonu ile sonuçlanır.

Agroinfiltrasyon yaygın olarak tütünü dönüştürmek için kullanılır ( Nicotiana ). Arabidopsis için yaygın bir dönüşüm protokolü , çiçek daldırma yöntemidir: çiçeklenme , bir Agrobacterium süspansiyonuna daldırılır ve bakteri , dişi gametleri oluşturan germ hattı hücrelerini dönüştürür . Tohumlar daha sonra antibiyotik direnci (veya ilgili başka bir işaretleyici) ve antibiyotik doğru koşullara maruz bırakıldıklarında ölecek Plazmid DNA ile entegre değil bitkiler için taranabilir.

Agrobacterium tüm bitki türlerini enfekte etmez, ancak gen tabancası da dahil olmak üzere bitki transformasyonu için birkaç başka etkili teknik vardır .

Agrobacterium , bu ABD GDO'larına aktarılan genetik materyalin vektörü olarak listelenmiştir:

Dönüşümü kullanılarak mantar Agrobacterium araştırma amacıyla esas olarak kullanılır ve bitki transformasyonu için benzer yaklaşımlar aşağıda sunulmuştur. Ti plazmid sistemi eş inkübasyondan sonra, dönüştürülmüş mantar suşları seçmek için DNA elemanları içerecek şekilde modifiye edilir , Agrobacterium suşları mantar türleri bu plazmidleri taşıyan.

genomik

Birkaç Agrobacterium türünün genomlarının dizilenmesi, bu organizmaların evrimsel tarihinin araştırılmasına izin vermiş ve patogenez, biyolojik kontrol ve simbiyoz ile ilgili genler ve sistemler hakkında bilgi sağlamıştır . Önemli bir bulgu, bu bakterilerin çoğunda kromozomların plazmitlerden evrimleşme olasılığıdır . Başka bir keşif, bu gruptaki çeşitli kromozomal yapıların hem simbiyotik hem de patojenik yaşam tarzlarını destekleyebildiğidir. Agrobacterium türlerinin genom dizilerinin mevcudiyeti artmaya devam edecek ve bu, bitkiyle ilişkili bu mikrop grubunun işlevi ve evrimsel geçmişi hakkında önemli bilgiler elde edilmesini sağlayacaktır.

Tarih

Marc Van Montagu ve Jozef Schell de Ghent Üniversitesi ( Belçika ) arasındaki gen transfer mekanizması ortaya Agrobacterium değiştirilmesi için yöntemlerin geliştirilmesine yol açmış ve bitkiler, Agrobacterium bitkilerde gen mühendisliği için etkin bir verme sistemi halinde. Dr Mary-Dell Chilton liderliğindeki bir araştırma ekibi, Agrobacterium'un kendi DNA'sını bitki genomuna yerleştirme yeteneğini olumsuz etkilemeden virülans genlerinin ortadan kaldırılabileceğini gösteren ilk kişilerdi (1983).

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar