Agrobacterium
Agrobacterium, H. J. Conn tarafından keşfedilmiş, yatay gen transferini kullanarak bitkilerde tümörlere sebep olan bir Gram- negatif bakteri cinsidir. Geçerli 11 türü bulunmaktadır[2] ve bunlar arasında üzerinde en çok çalışma yapılanı ve bilineni A. radiobacter (eski sinonim adıyla Agrobacterium tumefaciens)'dir. Agrobacterium türleri aynı zamanda kendi DNA'larını bitkilerin DNA'sına aktarma yeteneği ile de iyi bilinirler ve bu sebepten dolayı genetik mühendisliğinde önemli bir araç haline gelmişlerdir.
| Agrobacterium | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 A.tumefaciens, havuç hücresini enfekte ederken. | |||||||||||||
Biyolojik sınıflandırma  | |||||||||||||
| |||||||||||||
| Tip tür | |||||||||||||
| Agrobacterium radiobacter (Beijerinck and van Delden 1902) Conn 1942 | |||||||||||||
| Türler | |||||||||||||
Agrobacterium cinsi oldukça heterojendir. Son taksonomik çalışmalar sonucu Agrobacterium türlerinin çoğu Ahrensia, Pseudorhodobacter, Ruegeria ve Stappia gibi farklı cinslerde sınıflandırılmıştır.[3][4]
Bitki patojeni değiştir
Bitki yaralandığında bazı fenolik bileşikler salgılar. Bu bileşikler bakterilerin bitkiye doğru kemotaktik hareketlerine sebep olur. Böylece bakteriler enfekte edebilecekleri bitkiyi bulmuş olurlar. Bu kemotaktik hareketin yanında bahsi geçen bileşiklerin ikinci bir etkisi Ti plasmidten transfer DNA(tDNA)' yı üretecek vir proteinlerini kodlayan vir genlerini aktive etmesidir. Vir genlerinin aktivitesi ile vir proteinleri sentezlenir. Vir proteinleri Ti plazmidteki oksin, sitokinin ve opin kısımlarını içeren sağ ve sol sınırın arasındaki bölgeden transfer DNA üretilir. Üretilen transfer DNA bazı vir proteinleri tarafından yapılan bir kesecik içine alınır. Bu kesecik sayesinde transfer DNA bitkinin içinde RNAi mekanizması gibi kendisini sindirecek mekanizmalardan korunmuş olur. Patojen bakteri bitkiye vardığında proteinleri çapraz bağlayarak bitki hücresine tutunur. Ardından vir proteinleri ile çevrilmiş transfer DNA bitki hücresinin içine gönderilir. Daha önce de belirtildiği gibi yolculuğu boyunca kendini çevreleyen zarı transfer DNA' yı korur. Transfer DNA bitki genomuna vardığında bitki bu DNA' yı kendinin varsayarak kendi genomuna entegre eder. Bu entegre sonucunda bitki normalde üretmediği opin adlı azot kaynağını üretmeye başlar. Oksin ve sitokinin büyümeyi sağlayan bitki hormonlarıdır. Bahsi geçen hormonlar enfeksiyonun ardından normal miktarın kat kat üzerinde üretildiğinden enfeksiyon noktasında kontrolsüz hücre büyümesi gözlenir. Bu büyüme urlara sebep olur. Tümör oluşumu sayesinde bitki daha fazla opin sentezler. Bu sentezler bitki ölene kadar devam eder. Agrobakteriler sadece dikotil bitkileri etkiler bunun sebebi fenolik bileşikleri üretememeleridir.
İnsanlarda değiştir
Genelde bitkilerde enfeksiyon meydana getirdikleri bilinse de, Agrobakteriler insanlarda, özellikle zayıflamış bağışıklık sistemlerinde fırsatçı enfeksiyondan sorumlu olabilirler.[5][6]
Biyoteknolojik kullanımı değiştir
Agrobakterilerin genlerini bitkilere ve mantarlara aktarma yeteneği biyoteknolojide, özellikle bitki geliştirmek için genetik mühendislikte, kullanılır. Agrobakterilerin transformasyonu iki şekilde sağlanabilir. Protoplastlar veya alternatif olarak yaprak diskleri ile bakteriler kuluçkaya yatırılır ve bütün bitkiler, bitki doku kültürü kullanılarak yeniden oluşturulur. Arabidopsis thaliana için yaygın bir transformasyon protokol olan çiçek daldırma yönteminde[7] bitkinin çiçek oluşumu Agrobacterium süspansiyonuna daldırılır ve bakteriler, bitkinin dişi gametlerini oluşturacak olan germ hattı hücrelerini dönüştürürler.
Agrobakteriler bütün bitki türlerini enfekte edemezler, fakat bitkilerin transformasyonu için, gen tabancası gibi birkaç etkili teknik geliştirilmiştir.
Agrobakterilerin genetik madde vektörü olduğu, ABD'de üretilen GDO'lar listelenmiştir:[8]
Genomik değiştir
Agrobakterilerin birkaç türünün genome dizilimi bu cinsin evrimsel tarih çalışmalarına olanak sağlarken, patojenez, biyolojik kontrol ile simbiyoz sistemlerini içeren sistemler ve genler hakkında da bilgi sağlamıştır. Önemli buluşlardan biri ise kromozomların bu türden birçok bakterinin plasmidlerinden evrildiği olasılığıdır. Diğer bir buluş ise bu gruptaki kromozomal yapı çeşitliliğinin hem simyotik hem patojenik yaşam tarzını kaldırabilecek düzeyde olduğunun görülmesidir. Agrobacterium türlerinin genome dizilimlerinin ulaşılabilirliği yükselmeye devam ediyor. Bu durum ise bitki ile birleşik mikroplar grubunun işlevleri ve evrimsel tarihinin iç yüzünü kavramayı sağladı.
Tarihi değiştir
Gent Üniversitesi'nde Marc Van Montagu ve Jozef Schell, Agrobakteriler ve bitkiler arasındaki gen aktarım mekanizmasını keşfetti. Bu keşif bitkilerde gen mühendisliği için Agrobakteriyi etkili bir dağıtım sistemine çevirme methodlarının gelişimine sebep olmuştur.[9][10] Dr Mary-Dell Chilton' ın liderlik ettiği bir takım araştırmacı, öldürücü genlerin, Agrobakterinin yeteneklerini olumsuz etkilemeksizin, kaldırılabileceğini Agrobakterilerin kendi DNA'sını bitki genomuna ekleyerek gösterdi (1983).
Ayrıca bakınız değiştir
- Agroenfiltrasyon
- Marc Van Montagu
- Rhizobium rhizogenes
- Agrobacterium tumefaciens
Kaynakça değiştir
- ^ Conn HJ. (1942). "Validity of the Genus Alcaligenes". J Bacteriol. 44: 353-360. doi:10.1128/jb.44.3.353-360.1942.
- ^ "Genus Agrobacterium". LPSN. 20 Nisan 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 8 Temmuz 2021.
- ^ Uchino Y, Yokota A, Sugiyama J (Ağustos 1997). "Phylogenetic position of the marine subdivision of Agrobacterium species based on 16S rRNA sequence analysis". The Journal of General and Applied Microbiology. 43 (4): 243-247. doi:10.2323/jgam.43.243. PMID 12501326.
- ^ Uchino Y, Hirata A, Yokota A, Sugiyama J (Haziran 1998). "Reclassification of marine Agrobacterium species: Proposals of Stappia stellulata gen. nov., comb. nov., Stappia aggregata sp. nov., nom. rev., Ruegeria atlantica gen. nov., comb. nov., Ruegeria gelatinovora comb. nov., Ruegeria algicola comb. nov., and Ahrensia kieliense gen. nov., sp. nov., nom. rev". The Journal of General and Applied Microbiology. 44 (3): 201-210. doi:10.2323/jgam.44.201. PMID 12501429.
- ^ Hulse M, Johnson S, Ferrieri P (Ocak 1993). "Agrobacterium infections in humans: experience at one hospital and review". Clinical Infectious Diseases. 16 (1): 112-7. doi:10.1093/clinids/16.1.112. PMID 8448285.
- ^ Dunne WM, Tillman J, Murray JC (Eylül 1993). "Recovery of a strain of Agrobacterium radiobacter with a mucoid phenotype from an immunocompromised child with bacteremia". Journal of Clinical Microbiology. 31 (9): 2541-3. doi:10.1128/JCM.31.9.2541-2543.1993. PMC 265809 $2. PMID 8408587.
- ^ Clough SJ, Bent AF (Aralık 1998). "Floral dip: a simplified method for Agrobacterium-mediated transformation of Arabidopsis thaliana". The Plant Journal. 16 (6): 735-43. doi:10.1046/j.1365-313x.1998.00343.x. PMID 10069079.
- ^ The FDA List of Completed Consultations on Bioengineered Foods 13 Mayıs 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. May 13, 2008, at the Wayback Machine.
- ^ Schell J., Van Montagu M., (1977). "The Ti-Plasmid of Agrobacterium tumefaciens, A Natural Vector for the Introduction of NIF Genes in Plants?". Alexander Hollaender, R. H. Burris P. R. Day, R. W. F. Hardy, D. R. Helinski vd. (Ed.). Genetic Engineering for Nitrogen Fixation. Basic Life Sciences. 9. ss. 159-79. doi:10.1007/978-1-4684-0880-5_12. ISBN 978-1-4684-0882-9. PMID 336023.
- ^ Joos H, Timmerman B, Montagu MV, Schell J (1983). "Genetic analysis of transfer and stabilization of Agrobacterium DNA in plant cells". The EMBO Journal. 2 (12): 2151-60. doi:10.1002/j.1460-2075.1983.tb01716.x. PMC 555427 $2. PMID 16453483.
Dış bağlantılar değiştir
- Agrobakteriler gen feribotu gibi kullanılır- [ Agrobakteri ile Bitki transformasyonu] (İngilizce)