Transgen o’simliklar yaratish texnologiyasi. Kallus to’qimasi

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.).
  

14-rasm. 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 + VirE2 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.