Ti-plasmidă

Ti-plasmid ( ing.  Ti plasmid din engleză  tumor inducing  - inducing formarea tumorilor) este o plasmidă a bacteriei din sol Agrobacterium tumefaciens , cu care provoacă tumori la plante . Regiunea Ti-plasmidei, cunoscută sub numele de T-DNA (din engleză transfer DNA ), poate fi integrată în genomul plantei și conține gene pentru biosinteza fitohormonilor și a opinelor , care declanșează formarea tumorii [1] ] .  

Clădire

Ti-plasmida este o moleculă circulară de ADN dublu catenar constând din 214.233  de perechi de baze (bp) și care conține 199 de gene. Plasmida conține o regiune de 12 până la 22 mii bp cunoscută sub numele de T-ADN, care poate fi integrată în genomul plantei. Șase gene localizate în ADN-T - iaaM1, iaaH2, ipt, tml6, 6a, 6b - sunt responsabile pentru biosinteza opinelor și a unor fitohormoni, iar genele iaaM, iaaH2 și ipt sunt oncogene . Expresia acestor gene declanșează formarea unei tumori – un nodul pe rădăcina unei plante infectate [1] .

În plus față de T-ADN, Ti-plasmida include regiunea vir reprezentată de operonul virABCDEFG [2] . Genele vir sunt responsabile pentru excizia și transferul ADN-ului T în celulele vegetale . Gena virA codifică un receptor ( histidin kinaza ) care răspunde la compuși fenolici precum acetosiringona , siringaldehida și apocinina [3] care sunt eliberate din celulele vegetale deteriorate . Gena virB codifică proteine ​​asemănătoare pili , produsul genei virC se leagă de secvența care urmează să fie transferată, iar proteinele codificate de genele virD1 și virD2 sunt endonucleaze care recunosc repetările directe la capetele ADN-ului T și fac tăieturi în aceste regiuni. cu participarea unei proteine ​​auxiliare virD4 [4] . Produsul genei virE mediază transferul real de ADN-T în celula vegetală, iar proteina codificată de gena virG declanșează expresia genelor vir după ce este fosforilată de proteina virA activată [5] [6] .

Plasmida Ti conține, de asemenea, gene de procesare a opinei și regiunea tra, care asigură transferul conjugativ al plasmidei între două bacterii [7] .

Infecție

Introducerea ADN-ului T în genomul plantei se desfășoară în patru etape:

• formarea contactului între bacterie și peretele celular al plantei;
• pătrunderea ADN-ului T în celula vegetală;
• inserarea T-ADN în genomul plantei;
• expresia genelor T-ADN într-o celulă vegetală [7] .

ADN-T poate pătrunde în plantă numai în locul leziunii datorită caracteristicilor specifice ale receptorului virA descrise mai sus. În plus, pătrunderea este afectată de aciditatea mediului și de temperatură . Pătrunderea ADN-ului T este mediată de grămezi T speciali, care sunt localizați sub forma unui mănunchi de fibrile flexibile subțiri la unul dintre polii celulei bacteriene. Excizia și integrarea ADN-ului T în genomul plantei este mediată de produsele genelor vir. Procesul de transfer a ADN-ului T în citoplasma unei celule bacteriene durează 30 de minute, iar bacteria însăși nu intră în interiorul celulei plantei, ci este situată în spațiul intercelular și folosește celulele ADN-T infectate ca furnizor de opinie, care servesc drept sursă de carbon și azot pentru bacterie. Inducerea expresiei genei de virulență implică și metaboliți specifici de plante intracelulare formați în timpul leziunilor plăgilor [8] .

Aplicații în inginerie genetică

Agrobacterium tumefaciens este utilizat în mod activ în inginerie genetică pentru a crea plante transgenice datorită capacității sale de a transforma celulele vegetale, iar gena necesară este livrată în genomul plantei ca parte a ADN-ului T [9] .

Note

1. ↑ 1 2 Gigani, 2017 , p. 91-92.
2. ↑ Stachel SE , Nester EW Organizarea genetică și transcripțională a regiunii vir a plasmidei A6 Ti a Agrobacterium tumefaciens.  (engleză)  // Jurnalul EMBO. - 1986. - iulie ( vol. 5 , nr. 7 ). - P. 1445-1454 . — PMID 3017694 .
3. ↑ Lohrke SM , Yang H. , Jin S. Reconstituirea Agrobacterium tumefaciens mediată de acetosiringonă expresia genei de virulență în gazda heterologă Escherichia coli  //  Journal of Bacteriology. - 2001. - 15 iunie ( vol. 183 , nr. 12 ). - P. 3704-3711 . — ISSN 0021-9193 . - doi : 10.1128/JB.183.12.3704-3711.2001 .
4. ↑ Hamilton CM , Lee H. , Li PL , Cook DM , Piper KR , von Bodman SB , Lanka E. , Ream W. , Farrand SK TraG din RP4 și TraG și VirD4 din plasmidele Ti conferă specificitate relaxozomului sistemului de transfer conjugal al pTiC58.  (Engleză)  // Journal Of Bacteriology. - 2000. - Martie ( vol. 182 , nr. 6 ). - P. 1541-1548 . — PMID 10692358 .
5. ↑ Schrammeijer B. , Beijersbergen A. , Idler KB , Melchers LS , Thompson DV , Hooykaas PJ Analiza secvenței vir-regiunii din Agrobacterium tumefaciens octopine Ti plasmida pTi15955.  (engleză)  // Journal of Experimental Botany. - 2000. - iunie ( vol. 51 , nr. 347 ). - P. 1167-1169 . — PMID 10948245 .
6. ↑ Alexander N. Glazer, Hiroshi Nikaidō. Biotehnologia microbiană: fundamentele microbiologiei aplicate  (engleză) . - Cambridge University Press , 2007. - ISBN 0-521-84210-7 .
7. ↑ 1 2 Gigani, 2017 , p. 92.
8. ↑ Gigani, 2017 , p. 92-93.
9. ↑ Dale & Park, 2004 , p. 241.

Literatură

• Gigani O. B. Plasmide. - M. : RUSAYNS, 2017. - 154 p. — ISBN 978-5-4365-1976-0 .
• Jeremy W. Dale, Simon F. Park. Genetica moleculară a bacteriilor. — ediția a IV-a. - John Wiley & Sons, Ltd, 2004. - ISBN 0-470-85084-1 .