Saltanat | Bakteriler |
---|---|
Şube | Proteobakteriler |
Sınıf | Alfa Proteobakteriler |
Sipariş | Köksaplar |
Aile | Rhizobiaceae |
Tür | Rhizobium |
Rhizobium radiobacter ve Agrobacterium tumefaciens a, bakteri için Gram boyama negatif toprakta bulunan. Taç safrası adı verilenbir hastalıktan sorumlu olanbirbitki patojenidir (veya İngilizce'de : taç gall ). A. tumefaciens ,1907'de papatya kırmızısından tespit edildi.
Safra oluşumunun mekanizması, konjugasyona benzer , bakteriyel bir plazmid , bakteriyi öldürücü yapan Ti plazmit adı verilen dairesel bir DNA parçası nedeniyledir . Ti plazmidinin bir DNA parçası olan T-DNA , bakteriden bitkiye aktarılır, ardından bitki genomuna entegre edilir ve burada bitki hücrelerinin kontrolsüz çoğalmasıyla karakterize edilen mazı oluşumunu indükler. Agrobacterium tumefaciens, birincil olarak dikotiledonları yaralanma yoluyla enfekte eder .
Bu gözlem, genetiği değiştirilmiş organizmalar üretmek için bitkilerin genetik mühendisliğinde en yaygın kullanılan tekniklerden birinin temelini oluşturur .
Karmaşık özelliklere sahip bir gruba ait olan bu bakterinin sınıflandırılması birkaç kez yeniden gözden geçirildi. İlk olarak 1907'de keşfedenleri tarafından Bacterium tumefaciens olarak adlandırılmış , daha sonra 1942'de yaratılan Agrobacterium cinsine dahil edilmiştir. 1993'ten itibaren, farklı Agrobacterium ve Rhizobium suşlarının DNA'sının filogenetik çalışmaları , iki cinsin birbiriyle iç içe olduğu ve olamaz. birbiriyle yakından ilişkili bir tür grubu oluşturarak ayırt edilebilir. 2001 yılında, başka bir çalışma, Agrobacterium tumefaciens'in kendi başına bir tür olarak değil, Agrobacterium radiobacter'in patojenik bir formu (çünkü belirli plazmidleri içerdiği için ) olarak kabul edilmesi gerektiğini , Beijerinck ve van Delden tarafından 1902'de açıklanan bir kök simbiyozu bağlamında düşünülmelidir. nitrojen fiksasyonu ve cinsin fitopatojenik olmayan tek türü. Bu nedenle Agrobacterium tumefaciens ismini reddederek, radyobakteri orijinal epitet olarak ve Rhizobium cinsi için korumayı önerdi . Bu taksonomik sonuçlara 2003 yılında, genetik olarak özdeş olan ancak farklı biyokimyasal veya fizyolojik özelliklere sahip gruplar olan " biovars " arasındaki moleküler farklılıklar temelinde itiraz edildi . Konu, hem biyovarların durumu, aktarılabilir genetik elemanların sınıflandırmadaki rolü ve belirli özelliklere dayalı bir isimlendirmenin kabul edilip edilmediğiyle (" özel amaçlı isimlendirme ") ilgilidir.
Daha yeni çalışmalar, Agrobacterium cinsinin korunmasına yöneliktir . Genomik analizdeki gelişmeler, 2018-2019'da 2014'ten itibaren Agrobacterium radiobacter genomunun analizinin iyileştirilmesiyle sonuçlandı.ve A. tumefaciens'i Agrobacterium radiobacter'in bir alt türü olarak kabul etmek için, kontamine olmuş numuneler üzerinde gerçekleştirilmiş olacaktı . İki alt tür, sırasıyla Agrobacterium radiobacter alt türü olarak adlandırılır . radiobacter ve Agrobacterium radiobacter subsp. tumefaciens .
" Agrobacterium " "oluşur bakteri , bilimsel Latince Yunanca, βακτηρία, Bakterilerinin türetilen" , sopa mikroskop, sopa altında şekil için, ve tarım - tarlalara ilişkin, bakteriler toprakta yaşayan. " Tumefaciens " (tümörleri üreten araçlar tümör şişme, Latince), belirlemek için tablası içerisinde gal ürettiği.
"Rhizobium ", Yunanca ῥίζα, riza ("kök") ve genος, bíos'tan ("hayat") gelir ve bu cinsin simbiyotik birlikteliğine atıfta bulunur .
" Radiobacter " ışınlarına bağlı radyo-inşa edilir, ve " Bacter (yukan bakınız) varsa bakteri".
Genomu arasında Agrobacterium tumefaciens iki oluşur (referans suşu C58, blok 2001) kromozom , biri içeren 2.8 Mb hattı replikasyon orijini plazmidi ve replikasyon orijini taşıyan diğer dairesel 2Mb cori türü . A. tumefaciens C58, aynı zamanda, iki taşıyan plazmidler AtC58 ve TiC58 ( Ti plazmidi sırasıyla 540 kb ve 214 Kb).
Bakteri , Agrobacterium tumefaciens bozar bitkiler (özellikle dikotiledonlar yaralanması gibi). Bitki tarafından üretilen fenolik bileşikler - genellikle bakteriostatik veya antibiyotikler - bunun yerine Agrobacterium'u yaralanma bölgesine çeker . Bakteriler bitki hücrelerine bağlanır . Bu fenolik bileşiklerin etkisi altında, Agrobacterium DNA'sının bir parçasını yaralı hücreye aktarmak için bir sistem kurar. T-DNA (veya İngilizce'de T-DNA) olarak bilinen bu DNA, Ti (tümör indükleyen) plazmid tarafından taşınır ve bitki hücresinin nükleer genomuna entegre edilir . T-DNA tarafından taşınan genler bitkilerde ifade edilir ve şunlara yol açar:
Opinlerin özellikle oluşmasına sebep Agrobacterium tarafından kullanılan tümör . Bu özgüllük, opinlerin kullanımını belirleyen genlerin Ti plazmidi tarafından taşınması gerçeğiyle bağlantılıdır . Ek olarak bazı opinler , Ti plazmidinin bir agrobacteriumdan diğerine konjugasyon yoluyla transferini indükler . Opinlerin nedenle temel kimyasal etkileşim aracılarıdır Agrobacterium varlığı tümör kendi yayılmasına patojenler ve katkıda büyümesini teşvik bitki, -. Agrobacterium - bitki etkileşimi bu nedenle bakterilerin bitkinin metabolik aktivitesini kendi yararına yönlendirdiği doğal bir genetik manipülasyon olarak görülebilir .
Bakteriler , virA geni tarafından kodlanan bir transmembran protein sayesinde (bitki tarafından yayılan) fenolik sinyalleri algılar (1). VirA proteini kinaz aktivitesine sahiptir , otofosforile eder ve fosfatı bu sefer sitosolik olan ve virG (2) tarafından kodlanan başka bir proteine aktarır . İkincisi , virülans genlerinin transkripsiyonunu aktive eder (3).
Yaralı bitki ayrıca, chvE tarafından kodlanan bir protein tarafından toplanan karbonhidrat sinyalleri yayar . Bu, VirA'yı aktive eder ve onu düşük fenolik konsantrasyonlara alıcı hale getirir. Artışın pH ortamı da enfeksiyon genlerini aktive ChvI, tarafından alınır.
" Vir " genleri birkaç proteini sentezler , bunlardan biri VirD2, T-DNA'nın sağ ve sol sınırlarına özgü çift sarmallı dizileri tanır. VirD1, VirD2 tarafından sınırlandırılan (kesilen) çift şeritleri açar; T-DNA bu nedenle plazmidden (4) çıkarılır . VirD2 proteini, T-DNA'nın sağ kenarına bağlı kalır ve bu da onu bakterilerin dışına yönlendirir. Bu salgılama, bakterileri bitki hücresine bağlayan bir protein pilusu tarafından gerçekleştirilir (5). Bu salgılama aparatı (tip IV salgılama sistemi olarak adlandırılır) büyük ölçüde operon virB'nin genleri tarafından kodlanır ve virD4 Nükleoprotein VirD2-T-DNA kompleksinin, iç zarı geçmek için VirD4 birleştirme proteini tarafından görevlendirilmesi daha sonra yüklenir. virB genlerinin ürünlerinden oluşan kompleks tarafından . Hücreye girmeden önce veya sonra (yazarlara göre), T-DNA , VirE2 proteininin birkaç monomeri ile kaplıdır . Bu aynı zamanda bakteri kökenlidir, virE2 geni tarafından kodlanır ve tek iplikli T-DNA'nın bitki hücresindeki bozulmadan korunmasını mümkün kılar. VirD2 ve VirE2 , bitki hücresi tarafından tanınan ve DNA-T / VirE2 / VirD2 nükleoprotein kompleksinin bitki hücresinin çekirdeğine gönderilmesini mümkün kılan NLS (Nükleer Lokalizasyon Sinyali için) adı verilen nükleer lokalizasyon sinyal dizilerine sahiptir (6). Dolayısıyla bu kompleks, bitki DNA'sının bir parçası haline geldiği çekirdeğe nüfuz eder. DNA polimerazlar bitkinin bir şablon olarak kullanarak, ve çift kordonlu DNA (7) dönüştürülür.
T-DNA tarafından kodlanan genler genellikle bir prokaryotik hücrede, dolayısıyla Agrobacterium'da ifade edilmez .
Genetik mühendisliği , bitki kullanımına dayanır Agrobacterium olarak vektör , doğal genler . Bu yönteme " Agrobacterium tumefaciens- Aracılı Dönüşüm " (ATMT) adı verilir. Biotechnologists en sık kullanımı plazmidler benzer Ti plazmidi kendi için, silahsız plazmidler denilen, T-DNA artık taşıyan genler sorumlu patojenik . Bu üzerinde silahsız plazmidler , tümör genlerinin aslında bir (veya daha fazlası) ile değiştirilir genler arasında agronomik çıkar (örneğin gen kodlayan toksin arasında Bacillus bilinen thuringiensis Bt geni gibi, ya da genler direnç olmayan-selektif herbisit glifosat ) ve dönüştürülmüş hücrelerin seçilmesini ve daha sonra bunların in vitro kültür ortamında çoğaltılmasını mümkün kılan bir veya daha fazla işaretçi gen ile . Tüm bitkiler daha sonra bitki hormonları oksin ve sitokinin içeren geleneksel in vitro kültür teknikleriyle yeniden oluşturulur .
Bir çalışmada, 2003 yılı gösterir gerçekleştirilen Agrobacterium tumefaciens sergilerse, bir özelliklerini acidocalcisome yapısında, bir organel sadece var olduğu düşünülüyordu arke ve ökaryotlarda . Bu keşif, yaşayan tüm krallıklar için ortak bir özelliği gösteren ilk keşiftir .
Agrobacterium tumefaciens, tüm dikotiledonlardan etkilenebilecek bitki cinsleri arasında şunlar sayılabilir :