Biotexnologiya

O'simliklarning agrobakterial transformatsiyasi: Ti -plazmidalar
 
A. Tumefaciens bakteriyasi hujayrasida hromosomadan tashqari
Ti-plazmida ham bor. 
Plazmida tarkibida T-DNK mavjud. T-DNK 12-22 ming nukleotidlar juftidan iborat. U 
o'simlik hromosomasiga qo'shilish hususiyatiga ega. 
T-DNKda fitogormonlar va opinlar (bakteriya uchun uglerod, azot va 
energiya manbai bo'lgan aminokislotalar hosilalari) sinteziga javob beruvchi 
genlar bor. T-DNKdan tashqari plazmidada vir-zonasi ham bor. Vir-zona T-
DNKni o'simlik hujayrasiga kiritish vazifasini bajaradi. Yana vir-zonada opinlar 
utilizatsiyasi, bakteriya kon'yugatsiyasini nazorat qiluvchi genlar bor.
O'simlikdagi shishni bakteriya hromosomasidagi genlar emas, aynan Ti -
plazmida genlari chaqirishi tajriba yo'li bilan isbot langan. Bunda mutant Ti-
plazmidalar saqlagan bakteriyalar o'rganilgan. Ti -plazmidasi yo'q bakteriyalar 
o'simlikda shish ham, opinlar sintezini ham chaqirmagan. Tajriba uchun 3 hil 
mutant Ti-plazmidalar olingan: 
opinlar sintezlamaydi, lekin tojsimon gall hosil qiladi; 
umuman hech qanday shish hosil qilmaydi; 

---

normal hujayralarning anomaliyasiga sabab bo'ladi (masalan, o'simlik novdalari 
va ildizining haddan ortiq o'sib ketishi). 
O'tkazilgan genetik tadqiqotlarga qaraganda, o'simlik tanasidagi turl i 
shishlarni paydo bo'lishi, opinlar sintezi aynan Ti -plazmida genlariga bog'liq 
ekan. 2- va 3-hil mutant plazmidalarni o'simlikka kiritib, fitogormonlar 
yordamida shish hosil qilsa bo'ladi.
Ti-plazmidalarning mutatsiyasi o'simlikning gormonal metabolizmiga 
ta'sir qiladi degan ilmiy tahminlar ham yo'q emas.
Agrobakterial transformatsiyaning molekulyar-genetik
mehanizmlari 
Transformatsiya jarayonini 4 bosqichga ajratish mumkin:

bakteriyani o'simlik hujayrasi devoriga bog'lanib olishi;

o'simlik hujayrasiga T-DNKni kirishi; 

T-DNKni o'simlik genomiga integratsiyasi (qo'shilishi);

T-DNK ekspressiyasi (rasm 13.). 

---

Agrobakterial ransformatsiyaning asosiy bosqichlari: I-o'simlik hujayrasi devori gidrolizlanadi, gidroliz mahsulotlari 
VirA 
hemoretseptorlarini faollantiradi; II-
 VirG – 
vir-genlarning transkriptsiyasi va ekspressiyasi aktivatori; III-
 VirD1 
va
 VirC1
yordamida 
VirD2 
ni T-DNKga bog'lanishi va TDNKning o'ng (RB-right bound) va chap (LB-left bound) tomonidan 
uzilishi; IV-
VirE2 
ni T-zanjir bilan bog'lanishi va T-zanjir+ 
VirD2 + VirЕ2 
kompleksini bakteriya hujayrasi g'ovagidan 
o'tishi; V- operon 
VirB
agrobakteriya hujayrasi devorida g'ovak hosil qilgan; VI- T-DNKning o'simlik hromosomasiga 
integratsiyasi;
Transformatsiya jarayonining dastlabki bosqichlari o'simlikning jarohatlangan 
eridan boshlanadi. O'simlik jarohtlanganida quyi molekulyar fenol birikmalar (masalan, 
atsetosiringon), uglevodlar (masalan, glukoza va glyukuron kislota) ajraladi. pH muhit 
esa kislotali bo'ladi. Agrobakteriya plazmidasidagi T-DNKni kesilishidan tortib o'simlik 
hromosomasiga integratsiyasigacha bo'lgan jarayonlarni Ti-plazmidaning 
vir
zonasidagi 
genlar bajaradi. 
O'simlik jarohatidagi signallarni
VirA
va
ChvE
oqsillari qabul qiladi. 
ChvE 
oqsilini agrobakteriyaning hromosoma genlari sintezlaydi. U atsetosiringonga nisbatan 
sezgir bo'lib, 
VirA
oqsiliga ta'sir qiladi. Natijada 
VirA 
oqsili fenol birikmalarini sezishni 
boshlaydi.
VirA
oqsili - proteinkinaza fermenti. U bakteriya hujayrasi ichki 
membranasini ikki marta teshadi. Shuningdek 
VirG
oqsiliga fosfor donori bo'lib hizmat 
qiladi. O'z navbatida 
VirG 
boshqa 
vir
-genlar transkriptsiyasini boshlanishiga sababchi 
bo'ladi.
Agar o'simlik kasallangan yoki boshqa sabablar bilan yahshi rivojlana olmaydigan 
bo'lsa, vir genlar faollanmaydi, T-DNK ham o'simlik hromosomasiga birikmaydi.
VirD
operoni bir qancha metabolitlarni sintezlaydi. Bu metabolitlardan biri – ikki 
komponentli endonukleaza fermenti. Bu ferment T-DNKni kesadi. Kesilgan T-DNKni
VirB
va 
VirE
oqsillari agrobakteriyadan o'simlikka o'tkazadi. T-DNKni bakteriyadan 
o'simlik hujayrasiga o'tishi uchun 30 minut vaqt talab etiladi. T-DNKning o'simlik 
genomiga qo'shilishi ko'p bosqichli jarayon hisoblanadi. Genomga T-DNKning bir 
necha nushalari joylashishi mumkin. Jarayon tugaganidan so'ng T-DNK o'simlik 
genomining bir qismiga aylanadi. T-DNK o'simlik hujayrasidagi RNK-polimeraza II 
fermenti yordamida transkriptsiyalanadi.
Agar yuqorida keltirilgan ma'lumotlarga e'tibor bergan bo'lsangiz, agrobakteriyaning 
o'zi o'simlik hujayrasiga kirmaydi. Bakteriya o'zining T-DNKsini o'simlik hujayrasiga 
kiritdi, hromosomaga joylashtirdi va o'simlikni opinlar sintez qiluvchi «fabrika»ga 
aylantirdi. Opinlar esa bakteriya uchun azot va uglerod manbaidir.