Kľúčový rozdiel – Ti vs Ri Plasmid
Agrobacterium je bakteriálny rod, ktorý spôsobuje niekoľko chorôb dvojklíčnolistových rastlín vrátane háčkovitej choroby korunky a choroby chlpatých koreňov. Tieto dve choroby sú kódované génmi umiestnenými v plazmidoch (nechromozomálna DNA) baktérií. Bakteriálny druh Agrobacterium tumerfaciens nesie plazmid indukujúci nádor (Ti plazmid), ktorý je zodpovedný za ochorenie korunných hál v rastlinách. Agrobacterium rhizogenes je ďalšia baktéria, ktorá nesie plazmid indukujúci korene (Ri plazmid), ktorý je zodpovedný za ochorenie chlpatých koreňov rastlín. Ti a Ri plazmidy sú patogénne plazmidy jedinečné pre tento bakteriálny rod. Kľúčový rozdiel medzi plazmidom Ti a Ri je v tom, že plazmid Ti je kódovaný génmi zodpovednými za spôsobenie ochorenia korunnej žlče, zatiaľ čo plazmid Ri je kódovaný génmi pre ochorenie chlpatých koreňov v rastlinách. Tieto patogénne plazmidy obsahujú génové zhluky zodpovedné za replikáciu DNA, virulenciu, T-DNA, využitie opínu a konjugáciu. Počas infekcie Agrobacterium vyreže svoju oblasť T-DNA (transfer DNA) plazmidu a integruje sa s rastlinným genómom, čím spôsobí ochorenie. Túto schopnosť využívajú molekulárni biológovia na zavedenie dôležitých génov do rastlín v genetickom inžinierstve. Preto sa Agrobacterium považuje za dôležitý nástroj v biotechnológii a molekulárnej biológii na zavedenie chimérickej DNA do rôznych druhov rastlín.
Čo je Ti plazmid?
Tumor indukujúci plazmid (Ti plazmid) je väčší plazmid, ktorý je obsiahnutý v Agrobacterium tumerfaciens, ktorý spôsobuje ochorenie korunnej hálky v širokej škále dvojklíčnolistových rastlín. Názov choroba korunnej hálky sa používa kvôli tvorbe veľkých nádorových opuchov (hálkov) na korune rastlín nad povrchom pôdy v dôsledku nadmernej produkcie rastlinných hormónov auxínu a cytokinínov A.tumerfaciens. Oblasť T-DNA obsahuje gény indukujúce nádor. Agrobacterium tumerfaciens preniká do rastlín cez poškodené rastlinné pletivá, najmä cez rany, a prenáša svoju časť plazmidovej DNA (T-DNA) spolu s génmi spôsobujúcimi ochorenie do rastlinných buniek. Táto T-DNA sa potom integruje do genómu rastlinnej bunky a prepíše sa. Expresia génov spôsobuje tvorbu nádorov a súvisiace zmeny v bunkovom metabolizme. Korunné hálky nespôsobujú vážne škody na starších rastlinách. Znižuje však kvalitu škôlok.
Vďaka tomuto jedinečnému spôsobu infekcie sa A. tumerfaciens vo veľkej miere používa ako nástroj v genetickom inžinierstve na produkciu transgénnych rastlín. Gény indukujúce nádory sú potlačené a požadované gény, ako sú gény rezistentné na insekticídy a gény rezistentné na herbicídy, sú vložené alebo rekombinované do Ti plazmidu s použitím technológie rekombinantnej DNA a použité v programoch šľachtenia rastlín. Keď sa T-DNA prenesie po infekcii A. tumerfaciens na rastliny, rastliny prirodzene získajú účinky požadovaných génov. Preto akákoľvek cudzia DNA vložená do T-DNA môže byť integrovaná do genómov rastlinných buniek pomocou prirodzeného infekčného procesu tejto baktérie.
Obrázok 01: Ti plazmid A. tumerfaciens
Čo je Ri Plasmid?
Plazmid indukujúci korene (Ri Plasmid) je plazmid, ktorý nesie baktériu A. rhizogenes. Plazmid Ri je zodpovedný za chorobu nazývanú choroba chlpatých koreňov u dvojklíčnych rastlín. Infekcia A. rhizogenes spôsobuje rozsiahlu tvorbu náhodných koreňov v mieste infekcie alebo v jeho blízkosti. Gény indukujúce chlpatý koreň sa nachádzajú v oblasti T-DNA plazmidu Ri. Ri plazmid je väčší plazmid podobný Ti plazmidu. A. rhizogenes je tiež schopný prenášať T-DNA oblasť RI plazmidu do rastlinných buniek a integrovať sa s genómom rastlinnej bunky, aby sa prepisy pomocou rastlinných bunkových mechanizmov spôsobovali choroby. Preto plazmidy Ri slúžia aj ako dôležité vektory v genetickom inžinierstve rastlín.
Aký je rozdiel medzi Ti a Ri Plasmid?
Ti vs Ri Plasmid |
|
| Ti plazmid je kruhový a väčší plazmid, ktorý obsahuje A. tumerfaciens | Ri plazmid je kruhový a väčší plazmid, ktorý obsahuje A. rhizogenes |
| Choroba | |
| Ti plazmid kóduje gény pre chorobu korunnej hálky v rastlinách | Ri plazmid kóduje gény pre chorobu chlpatých koreňov v dvojklíčnych rastlinách. |
Zhrnutie – Ti vs Ri plazmidy
Ti a Ri plazmidy sú patogénne plazmidy, ktoré obsahujú A. tumerfaciencs a A. rhizogenes. Ti plazmid má gény indukujúce nádory, ktoré spôsobujú ochorenie korunnej žlče u rastlín. Plazmid Ri má gény indukujúce korene, ktoré spôsobujú ochorenie chlpatých koreňov v rastlinách. Toto je hlavný rozdiel medzi Ti a Ri plazmidmi. Tieto plazmidy môžu byť použité ako vektory v genetickom inžinierstve rastlín vďaka ich prirodzenej schopnosti prenášať časť ich plazmidovej DNA do hostiteľského genómu. Obsahujú zhluky génov a majú veľkosť približne 200 kbp. Každý plazmid obsahuje jedinečné gény.
