Agrobacterium Mediated Gene Transfer in Plants | التكنولوجيا الحيوية (مع رسم بياني)

Agrobacterium Mediated Gene Transfer in Plants!

الأجرعية هي جرثومة ممرضة سلبية الجرام تشارك في التسبب في مرض تاج التكون في الأنواع النباتية. ويرجع السبب في تكوين تاج التاج إلى نقل جزء من DNA (يسبب السرطان) إلى الخلية النباتية في المواقع المصابة.

هذا الجزء من الحمض النووي (نقل الحمض النووي أو T-DNA) موجود على البلازميد الكبير يسمى البلازميدات التي تحفز الورم (Ti) في البكتيريا. يتم دمج T-DNA (حوالي 20 كيلو بايت) في كروموسوم النبات عن طريق إعادة التركيب. تشارك سلسلة من الجينات الفيروسية (vir) في توجيه عملية العدوى. لذلك عندما يجرح جذر النبات أو الجذع فإنه يعطي بعض الاستجابة.

واستجابة لتلك الإشارات ، يتم تنشيط جينات فير أ.أ. ، وتوجيه سلسلة من الأحداث المطلوبة لنقل الحمض النووي من تي البلازميد إلى كروموسوم النبات. تشتمل وظيفة جينات فير مختلفة على نسخة من الحمض النووي T-DNA ، يليها تعلق منتج ما بحبل T-DNA المنسوخ ليعمل كقائد ، ثم يضيف البروتينات جنبًا إلى جنب مع طول T-DNA ، ربما كحماية آلية.

هذه في نهاية المطاف فتح قناة في غشاء الخلية البكتيرية ، من خلالها يمر T-DNA. ثم يدخل T-DNA النبات من خلال الجرح. ومع ذلك ، فإنه لا يزال من غير الواضح كيف يتحرك الدنا البكتيري من السيتوبلازم إلى نواة الخلية النباتية ، أو كيفية دمج T-DNA في الكروموسومات النباتية.

لاستخدام هذه البكتيريا كمتجه ، تتم إزالة منطقة الحمض النووي تي باستثناء المناطق الحدودية والجينات فير. ثم يتم إدخال الجينات المحورة بين مناطق T-DNA ، حيث يتم نقلها إلى الخلية النباتية وتصبح متكاملة في كروموسوم النبات (الشكل 1). يتم استنساخ T-DNA في Ti-plasmids ، والتي يتم قطعها إلى حجم وتكرارها في E.coli لتسهيل مزيد من التلاعب. يتم تعبئة هذه النواقل في سلالات الأجرعية المضيفة وتستخدم لإصابة الأنسجة النباتية.

تزرع هذه الأنسجة النباتية المصابة في وقت لاحق على وسائل الإعلام التي تحتوي على مواد كيميائية محددة ، منظمات النمو لتسهيل تجديد الخلايا المحولة. يتم إجراء اختيار الصباغات في وجود مضاد حيوي في وسط المزرعة. في نهاية المطاف يتم تحليل النباتات المحولة من أجل التكامل المستقر والتحليل الوظيفي للجين المدرج.

بروتوبلاست فيوجن:

يشار إلى الخلايا بدون جدار الخلية باسم البروتوبلاست. هذه البروتوبلاست يمكن أن تحمل الحمض النووي مباشرة في وجود بعض المواد الكيميائية (مثل البولي ايثيلين جلايكول ، PEG). يؤدي التركيز العالي لـ PEG إلى جعل permeabilization من غشاء البلازما ، والذي يسمح بامتصاص الحمض النووي في البروتوبلاست. حتى الإشارات الكهربائية يمكن استخدامها لإنشاء ثقوب صغيرة في غشاء البلازما عن طريق تمرير تيار كهربائي.

هذا هو المعروف باسم electroporation. ثم تساعد هذه الفتحات الصغيرة في امتصاص الدنا الغريب بواسطة البروتوبلاست. يتبع ذلك لاحقًا تكوين جدار الخلية وبدء انقسام الخلية. ومع ذلك ، فإن إنتاج النباتات المعدلة وراثيا عن طريق نقل الجينات المباشر إلى البروتوبلاست يعتمد على نظام فعال من البروتوبلاست لتجديد النباتات.

الجينات بندقية أو نقل الجينات Biolistic:

هذه هي أحدث التقنيات حيث يمكن للمرء أن يقدم الحمض النووي للمصلحة في خلية عن طريق تحميل الجزيئات الدقيقة (مثل الذهب أو التنغستن) بسرعة عالية. تسمى عملية توصيل الحمض النووي بالقصف. داخل الخلية ، يتم إطلاق جزيئات الحمض النووي من الجسيمات ، وفي نهاية المطاف يتم دمج هذا الدنا في الجينوم النووي أو العضوي للخلية المضيفة.

تستزرع النباتات النسيجية في نهاية المطاف على وسائط تحتوي على هرمونات / مضادات حيوية معينة لتحديد النباتات المحولة. حالما يتم نقل الجينات ذات الاهتمام إلى المضيف المطلوب ، يجب أن يتم تأسيس تكامله المستقر والذي يتم عن طريق تجديد النباتات. ويتحقق ذلك من خلال تقنية زراعة الأنسجة.

يمكن تقسيم عملية زراعة الأنسجة على نطاق واسع إلى أربع مراحل:

المرحلة الأولى:

يتضمن اختيار من explants المناسبة ونقلها إلى المتوسطة المغذيات.

المرحلة الثانية:

يشمل انتشار الأنسجة المتنامية على وسط الضرب.

المرحلة الثالثة:

يشمل نقل الأنسجة المتنامية (الكالس) إلى الوسائط حيث يمكن أن تفرق إلى أجزاءها المختلفة.

المرحلة الرابعة:

يشمل نقل النباتات إلى البيئة الطبيعية. ومع ذلك ، يمكن إضافة الجينات ذات الاهتمام بطريقتين مثل التوجه المعنوي والتعاويذ. للتعبير عن أو التعبير عن الجين يمكن للمرء وضع الجين في اتجاه الإحساس. ومع ذلك ، إذا أراد المرء منع المنتج غير المرغوب فيه أو خطوة في مسار بيوكيميائي ، فيمكن للمرء وضع الجين في اتجاه مضاد للتعاير.