Agrobacterium tumefaciens
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
| Agrobacterium tumefaciens | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Taxonomické zařazení | ||||||||||||
|
||||||||||||
| Binomické jméno | ||||||||||||
| Agrobacterium tumefaciens , |
Agrobacterium tumefaciens (resp. Rhizobacterium tumefaciens) je druh gramnegativní bakterie, která infikuje dvouděložné rostliny a vytváří nádory v rostlinných pletivech. Princip vzniku nádoru je založen na průniku části DNA bakterie - Ti-plazmidu (tzv. T-DNA) do rostlinné buňky a její polonáhodné začlenění do genomu rostliny. Inkorporovaná část bakteriální DNA obsahuje sadu genů, z nichž nejdůležitější jsou geny pro produkci rostlinných hormonů, které vedou k vytvoření nádoru, a geny pro produkci opinů - zvláštního typu aminokyselin, který slouží metabolismu agrobakterií jako energetický zdroj.
Agrobacterium tumefaciens a jemu příbuzné druhy jsou sice členem čeledi Rhizobiaceae stejně jako dusík fixující hlízkové baktérie, které žijí s rostlinami v mutualismu, ale narozdíl od nich je čistým parazitem, který rostlinu vyčerpává a nepřináší jí žádný profit.
Jako významný vektor (genetika) používaný v genetickém inženýrství bylo A. tumefaciens objektem zájmu mapovatelů genomu. Jako prvné byl kompletně zmapován (osekvenován) genom kmenu A. tumefaciens C58. Genom tohoto kmene obsahuje cirkulární chromozóm, 2 plazmidy a lineární chromozóm. Přítomnost kovalentně vázaného cirkulárního chromozómu je až na velmi vzácné výjimky společná všem bakteriím, ale dva velice specifické plasmidy a lineární chromozóm jsou specialitou rodu Agrobacterium. Plazmidy se označují jako pTiC58 a pAtC58.
pTiC58 obsahuje geny zodpovědné za procesy související s virulencí bakterie (tzv. „vir“ geny). Bez jeho přítomnosti nedochází k infekci a vytváření nádorů.
pAtC58 obsahuje část, která se přenáší do infikované buňky (tzv. T-DNA). Ta obsahuje geny související se syntézou rostliných hormonů a geny pro syntézu opinů. V případě, že se ocitne v bakterii, která neobsahuje pTiC58, při konjugaci ji opouští.
Schopnost A. tumefaciens přenášet své geny do rostlinných buněk je bohatě využívána v rostlinných biotechnologiích k cílenému zanášení konkrétních genů do rostlinného genomu a vytváření tzv. transgenních rostlin. Plazmid T-DNA, který je přenášen do rostliny je ideální nástroj pro genové inženýrství, které dokáže včlenit do tohoto plazmidu vybrané geny, obvykle gen(y) pro novou žádanou vlastnost(i) plus gen, který by přispěl k identifikaci úspěšně infikovaných buněk, respektive rostlinek. Za velice výhodný je považován fakt, že bakterie je organismus haploidní, které se množí nepohlavně - díky čemuž je upravený vektor stabilní - změny na něm provedené nemohou vzniknout jinak než mutací.
A. tumefaciens je taktéž objektem lékařského výzkumu, neboť způsob, jakým vnáší svůj materiál do hostitelských buněk je v mnoha ohledech podobný procesům a postupům, které využívají patogeny při inzerci svého materiálu do lidských buněk.
A. tumefaciens není jediný organismus, který způsobuje nádory v rostlinných pletivech. Podobný cíl sledují s podobným výsledkem i některé druhy hmyzu (respektive jeho larvy), který si tak vytváří vhodné prostředí pro vývoj larválních stádií.
Obsah |
[editovat] Reference
Goodner B, Hinkle G, Gattung S, Miller N, et al. 2001. Genome Sequence of the Plant Pathogen and Biotechnology Agent Agrobacterium tumefaciens C58. Science. 294:2323-2328.
Kunik T, Tzfira T, Kapulnik Y, Gafni Y, Dingwall C, Citovsky V. 2001. Genetic transformation of HeLa cells by Agrobacterium. Proc. Natl. Acad. Sci. 98:1871-1876.
Moore LW, Chilton WS, Canfield ML. 1997. Diversity of Opines and Opine-Catabolizing Bacteria Isolated from Naturally Occurring Crown Gall Tumors. App. Environ. Microbiol. 63:201-207
Root M. 1988. Glow in the dark biotechnology. Bioscience. 38:745-747.
Vaudequin-Dransart V, Petit A, Chilton WS , Dessaux Y. 1998. The cryptic plasmid of Agrobacterium tumefaciens cointegrates with the Ti plasmid and cooperates for opine degradation. Molec. Plant-microbe Interact. 11:583-591.
Wood DW, Setubal JC, Kaul R, Monks DE, et al. 2001. The Genome of the Natural Genetic Engineer Agrobacterium tumefaciens C58. Science. 294:2317-2323.
Zambryski P. et al. 1983. Ti plasmid vector for introduction of DNA into plant cells without alteration of their normal regeneration capacity. EMBO J. 2:2143-2150.
Zupan J, Muth TR, Draper O, Zambryski P. 2000. The transfer of DNA from Agrobacterium tumefaciens into plants: a feast of fundamental insights. Plant J. 23:11-28.
