Hauptunterschied – Ti vs Ri Plasmid
Agrobacterium ist eine Bakteriengattung, die mehrere Krankheiten in zweikeimblättrigen Pflanzen verursacht, darunter Kronengallenkrankheit und Haarwurzelkrankheit. Diese beiden Krankheiten werden von den Genen kodiert, die sich in Plasmiden (nicht chromosomale DNA) von Bakterien befinden. Die Bakterienspezies Agrobacterium tumerfaciens trägt ein tumorinduzierendes Plasmid (Ti-Plasmid), das für Kronengallenerkrankungen in Pflanzen verantwortlich ist. Agrobacterium rhizogenes ist ein weiteres Bakterium, das ein wurzelinduzierendes Plasmid (Ri-Plasmid) beherbergt, das für Haarwurzelkrankheiten in Pflanzen verantwortlich ist. Ti- und Ri-Plasmide sind pathogene Plasmide, die für diese Bakteriengattung einzigartig sind. Der Hauptunterschied zwischen Ti- und Ri-Plasmid besteht darin, dass das Ti-Plasmid mit Genen codiert ist, die für die Wurzelhalskrankheit verantwortlich sind, während das Ri-Plasmid mit Genen für Haarwurzelkrankheiten in Pflanzen codiert ist. Diese pathogenen Plasmide enth alten Gencluster, die für DNA-Replikation, Virulenz, T-DNA, Opinverwertung und Konjugation verantwortlich sind. Während der Infektion schneidet Agrobacterium seine T-DNA-Region (Transfer-DNA) des Plasmids heraus und integriert sich in das Pflanzengenom, um eine Krankheit zu verursachen. Diese Fähigkeit nutzen Molekularbiologen, um in der Gentechnik wichtige Gene in Pflanzen einzubringen. Daher wird Agrobacterium als ein wichtiges Werkzeug in der Biotechnologie und Molekularbiologie für die Einführung chimärer DNA in verschiedene Pflanzenarten betrachtet.
Was ist das Ti-Plasmid?
Tumorinduzierendes Plasmid (Ti-Plasmid) ist ein größeres Plasmid, das von Agrobacterium tumerfaciens beherbergt wird, um Kronengallenkrankheit in einer Vielzahl von zweikeimblättrigen Pflanzen zu verursachen. Der Name Kronengallenkrankheit wird aufgrund der Bildung großer tumorartiger Schwellungen (Gallen) an der Krone der Pflanzen über der Bodenoberfläche aufgrund der Überproduktion der Pflanzenhormone Auxin und Cytokinine durch A. Tumorfaciens. Die T-DNA-Region enthält die tumorinduzierenden Gene. Agrobacterium tumerfaciens dringt durch beschädigtes Pflanzengewebe, insbesondere über Wunden, in die Pflanzen ein und überträgt seinen Teil der Plasmid-DNA (T-DNA) zusammen mit krankheitsverursachenden Genen in Pflanzenzellen. Diese T-DNA integriert sich dann in das Pflanzenzellgenom und transkribiert. Die Expression von Genen verursacht die Bildung von Tumoren und damit verbundene Veränderungen im Zellstoffwechsel. Kronengallenkrankheit verursacht keine ernsthaften Schäden an älteren Pflanzen. Es mindert jedoch die Qualität von Baumschulpflanzen.
Aufgrund dieses einzigartigen Infektionsmodus wird A. tumerfaciens in großem Umfang als Werkzeug in der Gentechnik für die Produktion transgener Pflanzen verwendet. Tumorinduzierende Gene werden unterdrückt, und gewünschte Gene wie Insektizid-resistente Gene und Herbizid-resistente Gene werden unter Verwendung rekombinanter DNA-Technologie in das Ti-Plasmid eingefügt oder rekombiniert und in Pflanzenzüchtungsprogrammen verwendet. Wenn T-DNA nach der Infektion von A. tumerfaciens auf Pflanzen übertragen wird, erwerben Pflanzen auf natürliche Weise die Wirkungen der gewünschten Gene. Daher kann jede in die T-DNA eingefügte Fremd-DNA mithilfe des natürlichen Infektionsprozesses dieses Bakteriums in Pflanzenzellgenome integriert werden.
Abbildung 01: Ti-Plasmid von A. tumerfaciens
Was ist Ri-Plasmid?
Wurzel-induzierendes Plasmid (Ri-Plasmid) ist ein Plasmid, das von dem Bakterium A. rhizogenes getragen wird. Das Ri-Plasmid ist verantwortlich für die als Haarwurzelkrankheit bezeichnete Krankheit bei zweikeimblättrigen Pflanzen. Die Infektion von A. rhizogenes verursacht eine ausgedehnte Bildung von Adventivwurzeln an oder in der Nähe der Infektionsstelle. Haarwurzel-induzierende Gene befinden sich in der T-DNA-Region des Ri-Plasmids. Das Ri-Plasmid ist ein größeres Plasmid, das dem Ti-Plasmid ähnlich ist. A. rhizogenes ist auch in der Lage, die T-DNA-Region des RI-Plasmids in Pflanzenzellen zu übertragen und sich in das Pflanzenzellgenom zu integrieren, um Transkripte zu erh alten, wobei die Pflanzenzellmaschinerie verwendet wird, um Krankheiten zu verursachen. Daher dienen Ri-Plasmide auch als wichtige Vektoren in der Pflanzengentechnik.
Was ist der Unterschied zwischen Ti- und Ri-Plasmid?
Ti vs Ri Plasmid |
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| Ti-Plasmid ist ein kreisförmiges und größeres Plasmid, das von A beherbergt wird. Tumorfaciens | Ri-Plasmid ist ein kreisförmiges und größeres Plasmid, das von A beherbergt wird. rhizogenes |
| Krankheit | |
| Ti-Plasmid codiert Gene für Kronengallenkrankheit in Pflanzen | Ri-Plasmid kodiert Gene für die Haarwurzelkrankheit bei zweikeimblättrigen Pflanzen. |
Zusammenfassung – Ti- vs. Ri-Plasmide
Ti- und Ri-Plasmide sind pathogene Plasmide, die von A. tumerfaciencs bzw. A. rhizogenes beherbergt werden. Das Ti-Plasmid weist tumorinduzierende Gene auf, die in Pflanzen Kronengallenkrankheiten verursachen. Ri-Plasmid hat wurzelinduzierende Gene, die Haarwurzelkrankheiten in Pflanzen verursachen. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Ti- und Ri-Plasmiden. Diese Plasmide können aufgrund ihrer natürlichen Fähigkeit, einen Teil ihrer Plasmid-DNA in das Wirtsgenom zu übertragen, als Vektoren in der Pflanzengentechnik verwendet werden. Sie enth alten Gencluster und sind etwa 200 kbp groß. Jedes Plasmid enthält einzigartige Gene.
