Transferencia génica mediada por Agrobacterium en plantas | Biotecnología (Con diagrama)

Agrobacterium mediada transferencia de genes en las plantas!

Agrobacterium es una bacteria patógena gramnegativa involucrada en la formación de enfermedades de la formación de agallas de la corona en especies vegetales. La formación de agallas en la corona se debe a la transferencia de un segmento de ADN oncogénico (que causa cáncer) a la célula de la planta en los sitios heridos.

Este segmento de ADN (transferencia de ADN o T-ADN) está presente en un plásmido grande llamado plásmidos inductores de tumores (Ti) en la bacteria. El T-ADN (aproximadamente 20 kb de largo) se integra en el cromosoma de la planta mediante recombinación. Una serie de genes de virulencia (vir) están involucrados en dirigir el proceso de infección. Así que cuando una raíz de la planta o un tallo se hiere, emite cierta respuesta.

En respuesta a esas señales, los genes vir de A. tumefactions se activan y dirigen una serie de eventos necesarios para la transferencia del T-ADN del plásmido Ti al cromosoma de la planta. La función de diferentes genes vir incluye una copia de T-DNA, seguida de la unión de un producto a la cadena de T-DNA copiada para que actúe como líder, luego agregue proteínas junto con la longitud del T-DNA, posiblemente como protección. mecanismo.

Estos eventualmente abren un canal en la membrana de la célula bacteriana, a través de la cual pasa el T-ADN. El T-ADN luego entra a la planta a través de la herida. Sin embargo, todavía no está claro cómo se mueve el ADN bacteriano del citoplasma al núcleo de la célula vegetal, o cómo el ADN-T se integra en los cromosomas de la planta.

Para usar estas bacterias como un vector, se elimina su región T-ADN, excepto las regiones de borde y los genes vir. Luego, el transgén se inserta entre las regiones de T-ADN, donde se transfiere a la célula de la planta y se integra en el cromosoma de la planta (Fig. 1). El T-ADN se clona en plásmidos Ti, que se cortan a medida y se replican en E. coli para facilitar la manipulación adicional. Estos vectores se movilizan en cepas hospedadoras de Agrobacterium y se usan para infectar los tejidos de las plantas.

Estos tejidos vegetales infectados se cultivan posteriormente en medios que contienen químicos específicos, reguladores del crecimiento para facilitar la regeneración de las células transformadas. La selección de los transformantes se realiza en presencia de un antibiótico presente en el medio de cultivo. Las plantas transformadas se analizan finalmente para determinar la integración estable y el análisis funcional del gen insertado.

Protoplast Fusion:

Las células sin la pared celular se denominan protoplastos. Estos protoplastos pueden captar el ADN directamente en presencia de ciertos químicos (como el polietilenglicol, PEG). Una mayor concentración de PEG causa la permeabilización de la membrana plasmática, lo que permite la captación de ADN en protoplastos. Incluso se pueden usar señales eléctricas para crear pequeños orificios en la membrana de plasma al pasar una corriente eléctrica.

Esto se conoce como electroporación. Estas pequeñas aberturas ayudan a la absorción de ADN extraño por los protoplastos. Esto es seguido posteriormente por la formación de la pared celular y el inicio de la división celular. Sin embargo, la producción de plantas transgénicas por transferencia directa de genes a protoplastos depende de un sistema eficiente de protoplastos para la regeneración de plantas.

Gene-gun o Biolistic Gene Transfer:

Esta es la técnica más reciente en la que se puede enviar ADN de interés a una célula cargando micropartículas (como el oro o el tungsteno) a una velocidad alta. Este proceso de entrega de ADN se llama bombardeo. Dentro de la célula, las moléculas de ADN se liberan de las partículas y, finalmente, este ADN se integra en el genoma nuclear u orgánulo de la célula huésped.

Las ex plantas de tejido finalmente se cultivan en medios que contienen hormonas / antibióticos específicos para seleccionar las plantas transformadas. Una vez que el gen de interés se transfiere al huésped deseado, se debe establecer su integración estable que se realiza mediante la regeneración de las plantas. Esto se consigue mediante la técnica de cultivo de tejidos.

El proceso de cultivo de tejidos se puede dividir en cuatro etapas:

Etapa I:

Incluye la selección de los explantes adecuados y su transferencia al medio nutriente.

Etapa II:

Incluye la proliferación de tejido en crecimiento en el medio de multiplicación.

Etapa III:

Incluye la transferencia de tejido en crecimiento (callo) a los medios donde se puede diferenciar en sus diversas partes.

Etapa IV:

Incluye la transferencia de plántulas al medio natural. Sin embargo, los genes de interés pueden agregarse de dos maneras como orientación sentido y antisentido. Para expresar o sobre expresar el gen se puede poner el gen en orientación de sentido. Sin embargo, si uno quiere bloquear el producto no deseado o un paso en una ruta bioquímica, puede poner el gen en una orientación antisentido.