اساس مولکولی انتقال ژن به وسیله آگروباکتریوم

 T-DNAچیست؟<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

اساس مولکولی انتقال ژنتیکی به گیاهان توسط آگروباکتریوم انتقال یک منطقه از یک پلاسمید بزرگ القا کننده تومور (Ti) یا ریشه­زا (Ri)[1] از آگروباکتریوم و ادغام آن در ژنوم گیاه می­باشد (شکل 1).

 

شکل 1: شمای یک پلاسمید Ti نوع octopine (A) و ناحیه T-DNA این پلاسمید (B).

A)       T-DNA به سه ناحیه T-DNA چپ (TLT-DNA مرکزی (TC) و T-DNA (TR ) راست تقسیم می­شود. دایره­های توپر سیاه نشانه توالی­های تکراری حاشیه T-DNA هستند. oriV نقطه شروع همانندسازی پلاسمید Ti با دایره توخال نمایش داده شده است.

B)       رونوشت­های متنوع رمزشده توسط T-DNA در پلاسمید Ti و جهت رونویسی آنها با بردارها نمایش داده شده است. ژن­ها رمزکننده فعالیت­هایی شامل ساخت اکسین (auxin)، ساخت سایتوکینین (cyt)، مانوپین[2] (mas) و آگروپین[3] (aga)  نشان داده شده­اند.

 

اندازه پلاسمید Ti 200 تا 800 کیلو باز است. T-DNA یا DNA منتقل شونده در منطقه T[4] بر روی پلاسمید Ti یا Ri قرار دارد. اندازه منطقه T در پلاسمیدهای طبیعی Ti و Ri حدوداً 10 تا 30 کیلو باز است. بنابراین، منطقه T عموماً 10 درصد پلاسمید Ti را شامل می­شود. برخی پلاسمیدهای Ti یک منطقه T داشته و برخی دارای چند منطقه T می­باشند. فرآیند انتقال T-DNA از پلاسمید Ti و ارسال آن از باکتری به سلول گیاهی حاصل فعالیت ژن­های بیماری­زا (vir) می­باشد که توسط پلاسمید Ti حمل می­شوند.

منطقه T با توالی­های حاشیه­ای T-DNA معین می­شود. این حاشیه­ها 25 جفت باز طول دارند و از نظر توالی بسیار همسان هستند. آنها منطقه T را با تکرارهای هم جهت از دو طرف در بر گرفته­اند. به طور کلی، کناره­های T-DNA حدود آن را تعیین می­کنند (البته موارد استثنایی نیز وجود دارد که به آنها اشاره خواهد شد)، چون این توالی­ها هدف اندونوکلئازهای اختصاصی کناره­ها یعنی VirD1/VirD2 که T-DNA را Ti plasmid جدا می­کنند، می­باشند. به نظر می­رسد که یک قطبیت در کناره­های T-DNA وجود دارد به طوری که در ابتدا به نظر می­رسد کناره راست بسیار مهم­تر از کناره چپ است. عوامل متعددی باعث ایجاد این قطبیت می­شوند. اول اینکه توالی­های حاشیه­ای فقط به عنوان هدف اندونوکلئاز VirD1/VirD2 عمل نمی­کنند بلکه به عنوان یک محل اتصال کووالانت به پروتئین VirD2 نیز عمل می­کنند. در پلاسمید Ti و Ri (یا در ناقل­های دوتایی[5] T-DNA) کناره­های T-DNA باعث به هم وصل شدن DNA دورشته­ای می­شود. شکستن این توالی­های کناره­­ای دورشته­ای شده هم در شرایط in vivo  و هم in vitro، نیازمند پروتئی­های VirD1 و VirD2 می­باشد، هرچند در شرایط in vitro پروتئین VirD2 به تنهایی می­تواند یک توالی تک رشته­ای حاشیه­ای T-DNA را ببرد. شکتن توالی حاشیه­ای 25 جفت بازی T-DNA عمدتاً با ایجاد شکافی در "رشته پایینی" T-DNA به طور قراردادی، بین نوکلئوتید 3 و 4 صورت می­گیرد. شکستن دورشته­ای نیز در کناره­های T-DNA گزارش شده است. ایجاد شکاف در توالی حاشیه­ای با پیوستگی محکم (شاید کووالانت) پروتئین VirD2 از طریق تیروزین موقعیت 29 با انتهای 5' مولکول تک­رشته­ای حاصل از T-DNA که رشته T[6] خوانده می­شود، همراه است. این رشته T است که به جای مولکول دورشته­ای T-DNA، به سلول گیاهی منتقل می­شود. در این حالت، این پروتئین VirD2 است که به حاشیه راست متصل شده (مستقیماً به خود توالی حاشیه متصل نمی­شود) و باعث ایجاد قطبیت و اهمیت حاشیه راست نسبت به حاشیه چپ می­شود. ذکر این نکته لازم است که چون شکاف در حاشیه چپ نیز برای اتصال VirD2 به بقیه مولکول لازم است (قسمت غیر T-DNA پلاسمید Ti یا ناقل دوتایی T-DNA)[7]، این موضوع ممکن است باعث فرآیند جداسازی رشته T از پلاسمید Ti یا پلاسمید Ri و ناقلین دوتایی T-DNA باشد. مشکل انتقال "بقیه قسمت­های"4 ناقل به گیاه در ادامه شرح داده خواهد شد.

دوم اینکه شاید حضور توالی­های overdriveT-DNA نزدیک به حاشیه راست بسیاری از T-DNAها، نیز به ایجاد قطبیت بین حاشیه چپ و راست کمک نماید. توالی­های overdrive باعث تقویت انتقال رشته T به گیاهان می­شوند، گرچه هنوز سازکار مولکولی این موضوع ناشناخته است. گزارش­های اولیه حاکی از این است که پروتئین VirC1 به توالی overdrive متصل می­شود و شاید بریده شدن حاشیه T-DNA توسط اندونوکلئاز VirD1/VirD2 را تقویت کنند. عمل VirC1 و virC2 برای بیماری­زایی بسیار مهم است و جهش این دو ژن باعث عدم بیماری­زایی در بسیاری از گونه­های گیاهی می­شود. اما گزارش­هایی ارائه شده که تولید T-DNA در جهش­یافته­های ژن virC آگروباکتریوم را در سطح گونه وحشی دانسته­اند. بنابراین هر گونه اثر virC پس از پردازش T-DNA رخ می­دهد.


[1] Rhizogenic

[2] Mannopine

[3] Agropine

[4] T-region

[5] Binary Vector

[6] T-strand

[7] Backbone

/ 6 نظر / 177 بازدید
maryam

salam khoshhal misham be man ham sar bezanid farjametan nekoo bad

کتایون ارباب

با سلام و عرض ادب: برای یک کنفرانس 20 دقیقه ای حدود 10 مقاله یا بیشتر ترجمه کردم .دست اخر برای درست کردن پاور رو به مقالات فارسی اوردم بی اغراق باید بگویم بهترین بود.روان و عالی حتی در بین مقالات خارجی. ایا برای قسمت اخر (مرحله ی ادغام)مطلبی دارید؟

زیبا

سلام آقای مهندس دست شما درد نکنه عالی بود خدا خیرتون بده

سارا

سلام و درود بر شما پوزش میخوام از اینکه مصدع اوقات شریف شما شدم. در حقیقت مدتی است که به دنبال چند مقاله هستم در رابطه با Agrobacterium و مساله این هست که مقالات basic قدیمی هستند... به صورت جداگانه در رابطه با منطقه Virulence و T-DNA و Ti plasmid همچنین نقش و ژن کد کننده اکسین و سیتوکنین در Agrobacterium مشکل من اینجاست که مقالات جدید technical هستند و مقالات basic قدیمی هستند.... اگر لطف فرموده و راهنمایی بفرمایید ممنون شما خواهم بود. با آرزوی پیروزی