Агробактерии
Агробактерии (Agrobacterium) — род аэробных, обычно почвенных бактерий, обитающих в ризосфере (прикорневой зоне растений). Они способны вызывать образование корончатых галлов (опухолевых наростов) у двудольных растений.
Патогенность агробактерий обусловлена наличием у них особой Ti-плазмиды (плазмиды, индуцирующей опухоли). Этот генетический элемент выполняет две ключевые функции:
- Индуцирует неконтролируемое деление клеток растения-хозяина, приводящее к образованию галла.
- Заставляет клетки опухоли синтезировать специфические соединения — опины (необычные аминокислоты), которые сами бактерии используют в качестве источника азота и углерода.
Главная особенность Ti-плазмиды заключается в том, что её определённый фрагмент — Т-ДНК (трансфер-ДНК) — способен встраиваться в геном (хромосомы) клетки растения-хозяина. Именно перенос и интеграция генов Т-ДНК нарушают естественный рост клеток.
На этом уникальном свойстве основано применение Ti-плазмиды бактерии Agrobacterium tumefaciens в генетической инженерии. Учёные модифицируют её, удаляя гены патогенности и встраивая нужные гены, превращая таким образом природный «инструмент заражения» в высокоэффективный вектор для целенаправленного введения чужеродных генов в клетки растений.
Современный контекст
- Род Agrobacterium был реклассифицирован. Большинство видов, имеющих значение для фитопатологии и биотехнологии (включая A. tumefaciens), теперь отнесены к роду Rhizobium в составе семейства Rhizobiaceae. Однако историческое название «агробактерии» и название плазмиды (Ti) остаются общепринятыми в научной литературе.
- Система на основе Ti-плазмиды стала одним из основных методов создания генетически модифицированных растений и остаётся таковым благодаря своей эффективности и способности передавать крупные фрагменты ДНК.