Ključna razlika – plazmid Ti proti Ri
Agrobacterium je bakterijski rod, ki povzroča številne bolezni pri dvokaličnicah, vključno z boleznijo žolčnika in boleznijo lasastih korenin. Ti dve bolezni kodirajo geni, ki se nahajajo v plazmidih (nekromosomska DNK) bakterij. Bakterijska vrsta Agrobacterium tumerfaciens nosi plazmid, ki inducira tumor (plazmid Ti), ki je odgovoren za kronično žolčno bolezen pri rastlinah. Agrobacterium rhizogenes je še ena bakterija, ki vsebuje plazmid, ki inducira korenine (plazmid Ri), odgovoren za bolezen dlakavih korenin pri rastlinah. Plazmida Ti in Ri sta patogena plazmida, edinstvena za ta rod bakterij. Ključna razlika med plazmidom Ti in Ri je v tem, da je plazmid Ti kodiran z geni, odgovornimi za povzročanje kronske žolčne bolezni, medtem ko je plazmid Ri kodiran z geni za bolezen dlakavih korenin pri rastlinah. Ti patogeni plazmidi vsebujejo genske skupine, odgovorne za replikacijo DNA, virulenco, T-DNA, uporabo opina in konjugacijo. Med okužbo Agrobacterium izreže svojo regijo T-DNA (transfer DNA) plazmida in se integrira z rastlinskim genomom, da povzroči bolezen. To sposobnost izkoriščajo molekularni biologi za vnos pomembnih genov v rastline v genskem inženiringu. Zato velja Agrobacterium za pomembno orodje v biotehnologiji in molekularni biologiji za vnos himerne DNK v različne vrste rastlin.
Kaj je plazmid Ti?
Plazmid, ki povzroča tumor (Ti plazmid), je večji plazmid, ki ga hrani Agrobacterium tumerfaciens in povzroča kronično žolčno bolezen pri številnih rastlinah dvokaličnic. Ime kronska žolčna bolezen se uporablja zaradi nastanka velikih tumorjev podobnih oteklin (žolčev) na krošnjah rastlin nad površino tal zaradi prekomerne proizvodnje rastlinskih hormonov avksina in citokininov s strani A.tumerfaciens. Regija T-DNA vsebuje gene, ki povzročajo tumor. Agrobacterium tumerfaciens pride v rastlino skozi poškodovana rastlinska tkiva, predvsem preko ran, in prenese svoj del plazmidne DNA (T-DNA) skupaj z geni povzročitelji bolezni v rastlinske celice. Ta T-DNA se nato integrira v genom rastlinske celice in prepisuje. Izražanje genov povzroči nastanek tumorjev in s tem povezane spremembe v celičnem metabolizmu. Kronska žolčna bolezen ne povzroča večjih poškodb starejših rastlin. Vendar pa zmanjšuje kakovost drevesnic.
Zaradi tega edinstvenega načina okužbe se A. tumerfaciens v veliki meri uporablja kot orodje v genskem inženiringu za proizvodnjo transgenih rastlin. Geni, ki povzročajo tumorje, so potlačeni, želeni geni, kot so geni za odpornost proti insekticidom in geni za odpornost na herbicide, pa se vstavijo ali rekombinirajo v plazmid Ti z uporabo tehnologije rekombinantne DNK in uporabijo v programih žlahtnjenja rastlin. Ko se T-DNA ob okužbi z A. tumerfaciens prenese na rastline, rastline naravno pridobijo učinke želenih genov. Zato se lahko katera koli tuja DNK, vstavljena v T-DNK, integrira v genom rastlinske celice s pomočjo naravnega procesa okužbe te bakterije.
Slika 01: Ti plazmid A. tumerfaciens
Kaj je Ri plazmid?
Plazmid, ki inducira korenine (Ri Plasmid), je plazmid, ki prenaša bakterijo A. rhizogenes. Plazmid Ri je odgovoren za bolezen, imenovano bolezen dlakavih korenin pri dvokaličnicah. Okužba z A. rhizogenes povzroči obsežno tvorbo naključnih korenin na mestu okužbe ali blizu njega. Geni, ki inducirajo dlakave korenine, se nahajajo v regiji T-DNA plazmida Ri. Plazmid Ri je večji plazmid, podoben plazmidu Ti. A. rhizogenes je tudi sposoben prenesti regijo T-DNA plazmida RI v rastlinske celice in se integrirati z genomom rastlinske celice, da dobi transkripcije z uporabo strojev rastlinskih celic za povzročanje bolezni. Zato plazmidi Ri služijo tudi kot pomembni vektorji v rastlinskem genskem inženiringu.
Kakšna je razlika med plazmidom Ti in Ri?
Ti vs Ri Plasmid |
|
| Plazmid Ti je okrogel in večji plazmid, ki ga nosi A. tumerfaciens | Plazmid Ri je okrogel in večji plazmid, ki ga nosi A. rhizogenes |
| Bolezen | |
| Plazmid Ti kodira gene za kronično žolčno bolezen pri rastlinah | Plazmid Ri kodira gene za bolezen dlakavih korenin pri dvokaličnicah. |
Povzetek – Plazmidi Ti proti Ri
Plazmida Ti in Ri sta patogena plazmida, ki vsebujeta A. tumerfacienc oziroma A. rhizogenes. Ti plazmid ima gene, ki inducirajo tumorje in povzročajo kronično žolčno bolezen pri rastlinah. Plazmid Ri ima gene za induciranje korenin, ki povzročajo dlakavo koreninsko bolezen rastlin. To je glavna razlika med Ti in Ri plazmidi. Ti plazmidi se lahko uporabljajo kot vektorji v rastlinskem genskem inženiringu zaradi njihove naravne zmožnosti prenosa dela njihove plazmidne DNK v gostiteljski genom. Vsebujejo genske skupine in so velike približno 200 kbp. Vsak plazmid vsebuje edinstvene gene.
