مجوز فعالیت اینماد

مجوز فعالیت ساماندهی

logo-samandehi
تاریخ انتشار: 95-03-01 10:03:23 شنبه

آگروباکتریوم و کاربرد آن در انتقال ژن

آگروباکتریوم و کاربرد آن در انتقال ژن

آگروباكتریوم: نوعی باكتری خاكزی گرم منفی است كه باعث بیماری گال تاجی در گیاهان میشود.

A.tumefaciens: آگروباكتریوم توم فاسینس- تشكیل گال طوقه

A. rhizogenes: آگروباكتریوم ریزوژنز- بیماری ریشه های مویی

چگونه آگروباكتریوم باعث بروز بیماری می شود؟

تشابه ظاهری بین گال های تولید شده توسط آگروباكتریوم و تومورهای حیوانات توجه دانشمندان را در سالهای 1960 و 1970 به خود جلب كرد به این طریق كه گال ها به مانند سرطان میمانند؟ در نهایت دانشمندان به این نتیجه رسیدند كه مگاپلاسمید برای بوجود آمدن بیماری ضروری است. مگاپلاسمید آگروباكتریوم تومفاسینس در نهایت به عنوان پلاسمید (القاكننده تومور) تعیین شد. به صورت مشابه مگاپلاسمید آگروباكتریوم ریزوژنز به عنوان پلاسمید شناخته میشود. در ان زمان این طور فرض شد كه این پلاسمیدها ممكن است به صورت فعال وارد سلولهای میزبان شوند اما فناوری در ان زمان به اندازه كافی پیشرفته نبود تا قطعات كوچك در ژنوم بزرگ گیاه را تشخیص دهد. با بوجود آمدن تکینیک DNA نوترکیب (به عنوان مثال آنزیمهای برشی لكه گزاری یا بلات كردن) امكان اینكه صحت فرضیه انتقال DNA بررسی شود امكان پذیر شد. ثابت شده است كه تشكیل گال بستگی به فعالیت تعداد محدودی از ژنها (آنكوژنها) دارد كه برروی پلاسمید قرار دارند. این ژنها همچنین باعث سنتز تركیبات نیتروژنی غیر معمول (اپین ها) در بافت گال میشوند.

محل و چگونگی بوجود آمدن گال:

آگروباكتریوم از محل زخم تازه وارد گیاه میزبان می شود. محل زخم دو اثر مهم در كلن شدن آگروباكتریوم دارد:

1- ترشح متابولیتهای فنولی كه آگروباكتریوم آنرا تشخیص میدهد و با فعال كردن ژنهای لازم برای انتقال DNA عكس العمل نشان میدهد 2- فضایی برای فعالیت تقسیم سلولی بوجود میاورد و در همین حال محل زخم ترمیم میشود.

القاكننده های Vir فنولی محصول متابولیسم فنل پروپانوید هستند به نظر میرسد كه اینها با مولكولهایی كه در استحكام مارپیچ پلی ساكارید دیواره سلولی نقش دارند مرتبط باشند( به عنوان مثال انتقال دهنده های فنلی و لیگنین های پلیمری).

القای Vir همچنین با حضور قندهای ساده و PH اسیدی كه هر دو آنها در اثر بروز زخم در گیاه بوجود میاید تشدید میشود.

آگروباكتریوم باید به صورت فیزیكی به دیواده سلولی متصل شود تا بتواند T-DNA خود را به گیاه انتقال دهد. وقتی تماس اولیه بر قرار شد باكتری ها شبكه در هم پیچیده ای از فیبریل های سلولزی (بتا- 1-4 گلوكان) را بوجود میاورند كه كمك میكند تا سلولها به دیواره سلولهای گیاهی متصل شوند.

جابجایی DNA:

بطورمعمول شامل یك پلاسمید بزرگ به اضافه كروموزمهای آن میباشد. فعالیتهای متفاوت بیولوژیكی آنها توسط ژنهایی كه روی پلاسمید هستند دیكته میشود.

Ti plasmid :

3 منطقه مهم برای جابحایی DNA و تشكیل غده وجود دارد: T-DNA، T-DNA Borders و منطقه Vir.

T-DNA:

دارای ژنهای كد كننده برای بیوسنتز فیتوهورمونها(اكسین و سیتوكینین) و ژنهای كد كننده برای سنتز اپین است که این ژنها فقط در گیاه رونویسی میشوند.

Opin ها قندها و پروتئین های نادری هستند که T-DNA، گیاه را مجبور به ساختن آنها می کند. این مواد بعنوان منبع غذایی از کربن و نیتروژن مورد استفاده باکتری قرار می گیرند. از مهمترین انواع اپاین ها، Nopalin ها و Octopin ها هستند:

nopaline = arginine + alpha-ketoglutarate

octopine = arginine + pyruvate

mannopine = glutamine + mannose

agrocinopine A = sucrose + arabinose

:T-DNA borders

24-25 جفت باز با ترتیب تكراری در هر دو طرف T-DNAقرار دارند که به نظر می رسد فقط طرف راست(Right Border) مهم باشد.

Vir region:

یک منطقه 35 كیلو بازی، شامل 6-9 واحد قابل رونویسی .(VirA, B, C, D, E, F, G, H, J)

برای تشكیل گال چهار لوكوس ویر قابل اهمیت است(A, B, D and G) .

بعضی از محصول فعالیت ژنهای ویر در داخل سلول باكتری است ولی بعضی دیگر منتقل میشوند و در داخل سلول میزبان عمل میكنند.

بیشتر ژنهای ویر در غیاب سلولهای میزبان خاموش هستند ولی VirA و VirG به مقدار کم رونویسی می شوند. VirA و VirG به صورت یك سیستم كنترل كننده سلسله مراتب، بقیه ژنهای ویر را كنترل میكنند.

VirA با غشائ داخلی باكتری متصل گردیده و با ژن كروموزومی ChvE یک کمپلکس تشکیل می دهد. پیوند یك ملكول فنول خاص كه با Vir A كمپلكس تشكیل میدهد باعث فعالیت پروتئین كیناز و فسفریلیزاسیون میشود.

محصولات ژن (VirD1 and VirD2) virD به توالی سمت راست مرزی متصل شده و یك شكاف در انتهای T-DNA بوجود میاورند. این فعالت با محصولات ژن VirC که به توالی های مجاور متصل می شوند تشدید می شود.

پروتئین VirD2 با پیوندهای کووالانسی به انتهای رشته T، در طی مراحل انتقال متصل می ماند.

پروتئین VirE2 یک پروتئین متصل به DNA تک رشته ای است که چندین کپی از آن رشته DNA را احاطه می کنند. VirE2 نیز به میزبان منتقل می شود. محصولات ژن VirB یک ساختار ترشحی نوع 4 را تشکیل میدهد که در هدایت ساختار نقش دارد.

سایر نواحی پلاسمید Tiنیز نقشهای مهمی ایفا میكنند:

ناحیه اتصال - توانایی اگروباكتریوم را برای تبادل پلاسمیدها با دیگر سلولهای باكتریایی كنترل میكند كه با سیستم انتقال T-DNAمشابه است.

ناحیه كاتابولیسم اپین - پروتئینهایی را كد میكند كه برای وارد كردن و استفاده كردن ازكلاس مشابه اپینهایی كه سنتز آنها بوسیلهT-DNA انجام می شود لازم است.

ناحیه همانند سازی پلاسمید - اجازه می دهد تا آگروباكتریوم پلاسمیدTi را طی تقسیم سلولی نگه دارد.

(0)
هیچ دیدگاهی وجود ندارد

پرفروش ترین‌ ها

به شما اعتماد داردم، به خاطر:
logo-samandehi