Agrobacterium

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
Information-silk.svgAgrobacterium
הגידולים הנגרמים על ידי A. tumefaciens
מיון מדעי
ממלכה: חיידקים אמיתיים
מערכה: חיידקים ארגמניים
מחלקה: Alpha Proteobacteria
סדרה: Rhizobiales
משפחה: Rhizobiaceae
סוג: Agrobacterium
שם מדעי
Wikispecies-logo.svg Agrobacterium

Agrobacterium (אגרובקטריום) הוא סוג חיידק הגורם לגידולים בצמחים. המין Agrobacterium tumefaciens הוא המין הנחקר ביותר בסוג זה. ל-Agrobacterium יש יכולת להעביר DNA אל תאי הצמח; זוהי אחת הדוגמאות הבודדות בטבע להעברת DNA בין יצורים המשתייכים לממלכות שונות. תכונה זו מנוצלת במחקר הביולוגי ובנוסף משמשת ככלי להשבחת צמחים באמצעות הנדסה גנטית.

הערה טקסונומית: הסוג Agrobacterium הוא הטרוגני למדי. מחקרים טקסונומיים עדכניים מסווגים את מיני ה-Agrobacterium לסוגים חדשים, בהם Ruegeria ,Pseudorhodobacter ו-Stappia, אך מרבית המינים סווגו מחדש כמינים בסוג ריזוביום (Rhizobium).

Agrobacterium כפתוגן של צמחים[עריכת קוד מקור | עריכה]

המין A. tumefaciens (פירוש שם המין בלטינית: "גורם לגידולים") גורם למחלת עפץ הכתר בצמחים. המחלה מתאפיינת בצמיחתם של גידולים או עפצים על הצמח החולה. הגידולים מתעוררים בעקבות העברה של מקטע DNA הקרוי T-DNA (קיצור של Transfer DNA) מפלסמיד המצוי בתאי החיידק והמכונה Ti (קיצור של Tumor-inducing, "מחולל גידולים"). מין אחר בסוג, A. rhizogenes הגורם לגידולים בשורש הצמח, נושא פלסמיד אחר, פלסמיד Ri ‏(root-inducing).

מקטע ה-T-DNA משולב בגנום של התא המארח במיקום חצי-אקראי, והגנים האלימים שב-T-DNA באים לידי ביטוי וגורמים ליצירת עפצים. ה-T-DNA נושא גנים לאנזימים ביוסינתטים לייצורן של חומצות אמינו לא סטנדרטיות, כגון אוקטופין ונופלין. נוסף אל אלו, נישאים ב-T-DNA גם גנים לביוסינתזה של ההורמונים הצמחיים אוקסין וציטוקינין. עקב שינוי מאזן ההורמונים בתא הצמח משתבשת הבקרה על חלוקתם של תאים אלו ונוצרים גידולים. היחס בין ייצור האוקסין לציטוקינין קובע את אופיו של הגידול.

Agrobacterium בביוטכנולוגיה[עריכת קוד מקור | עריכה]

יכולתו של Agrobacterium להעביר גנים לצמחים מנוצלת בשירות ההנדסה הגנטית, הביולוגיה המולקולרית והשבחת הצמחים. לצרכים אלו נעשה שימוש בפלסמיד Ti או Ri שעבר שינוי. מן הפלסמיד מוסרים הגנים הגורמים לגידול(VIR); החלקים החיוניים היחידים ב-T-DNA הם שני אזורי גבול קטנים (באורך של 25 נוקלאוטידים), שלפחות אחד מהם דרוש לטרנספורמציה בצמח. מרק ואן מונטגו ויוזף של מאוניברסיטת גנט שבבלגיה גילו את מנגנון העברת הגנים בין Agrobacterium ובין צמחים, ובעקבות הגילוי הוחל לפתח שיטות לשינוי החיידק כך שיוכל לשמש כמערכת העברה יעילה להנדסת גנים בצמחים. קבוצת חוקרים בראשותו של מרי-דל צ'ילטון הייתה הראשונה שהוכיחה כי הגנים האלימים ניתנים להסרה בלי להזיק ליכולתו של החיידק להחדיר את ה-T-DNA אל גנום הצמח (1983).

הגנים המיועדים להכנסה לצמח מועברים לאזור ה-T-DNA של הפלסמיד שממנו הוסרו גנים לא רצויים, יחד עם סמן ברירה (כדוגמת עמידות לאנטיביוטיקה) כדי לאפשר ברירה (סלקציה) של תאי צמח שעברו טרנספורמציה בהצלחה. צאצאיהם של הצמחים מגודלים לאחר הטרנספורמציה על מצע גידול הכולל אנטיביוטיקה; צמחים שאליהם לא חדר ה-T-DNA אינם מפתחים עמידות לאנטיביוטיקה ואינם שורדים.