Transfer DNA Binärsystem – Wikipedia

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EIN DNA übertragen ((T-DNA) binäres System ist ein Plasmidpaar bestehend aus a T-DNA-Binärvektor und ein vir Helferplasmid.[1][2] Die beiden Plasmide werden zusammen verwendet (also binär[2][3]) gentechnisch veränderte Pflanzen zu produzieren. Sie sind künstliche Vektoren, die von dem natürlich vorkommenden Ti-Plasmid abgeleitet wurden, das in Bakterienarten der Gattung gefunden wird Agrobacterium, sowie A. tumefaciens. Der binäre Vektor ist a Shuttle-Vektor, so genannt, weil es in der Lage ist, auf mehreren Hosts zu replizieren (z Escherichia coli und Agrobacterium).

Systeme, in denen T-DNA und vir Gene befinden sich auf separaten Replikons und werden als T-DNA-Binärsysteme bezeichnet. T-DNA befindet sich auf dem binären Vektor (der Nicht-T-DNA-Region dieses Vektors, die Replikationsursprünge enthält, die beide in funktionieren könnten E coli und Agrobacteriumund Antibiotikaresistenzgene, die zur Selektion auf das Vorhandensein des binären Vektors in Bakterien verwendet wurden, wurden als Vektor-Backbone-Sequenzen bekannt. Das Replikon mit dem vir Gene wurden bekannt als die vir Helferplasmid. Das vir Das Helferplasmid gilt als entwaffnet, wenn es keine Onkogene enthält, die auf eine Pflanze übertragen werden könnten.

Binäre Systemkomponenten[edit]

T-DNA-Binärvektor[edit]

Es gibt mehrere binäre Vektoren, die sich replizieren Agrobacterium und kann zur Abgabe von T-DNA aus verwendet werden Agrobacterium in Pflanzenzellen. Der T-DNA-Teil des binären Vektors wird von Sequenzen der linken und rechten Grenze flankiert und kann ein Transgen sowie einen pflanzenselektierbaren Marker enthalten. Außerhalb der T-DNA enthält der binäre Vektor auch einen bakteriell selektierbaren Marker und einen Replikationsursprung (ori) für Bakterien.[4]

Repräsentative Reihen von Binärvektoren sind unten aufgeführt.

Hauptserie von binären T-DNA-Vektoren
Serie Vektor Jahr GenBank-Beitritt Größe (bp) Autonome Replikation in Agrobacterium Referenz
pBIN pBIN19 1984 U09365 11777 Ja [5]
pPVP pPZP200 1994 U10460 6741 Ja [6]
pCB pCB301 1999 AF139061 3574 Ja [7]
pCAMBIA pCAMBIA-1300 2000 AF234296 8958 Ja [8]
pGrün pGreen0000 2000 AJ007829 3228 Nein [9]
pLSU pLSU-1 2012 HQ608521 4566 Ja [10]
pLX pLX-B2 2017 KY825137 3287 Ja [11]

Vir Helferplasmid[edit]

Das vir Helferplasmid enthält die vir Gene, die aus dem Ti-Plasmid von stammen Agrobacterium. Diese Gene kodieren für eine Reihe von Proteinen, die den binären Vektor an der linken und rechten Randsequenz schneiden und den Transfer und die Integration von T-DNA in die Zellen bzw. Genome der Pflanze erleichtern.[4]

Mehrere vir Helferplasmide wurden berichtet,[12] und gemeinsam Agrobacterium Stämme, die enthalten vir Helferplasmide sind:

  • EHA101
  • EHA105
  • AGL-1
  • LBA4404
  • GV2260

Entwicklung von T-DNA-Binärvektoren[edit]

Der pBIN19-Vektor wurde in den 1980er Jahren entwickelt und ist einer der ersten und am häufigsten verwendeten binären Vektoren. Der im Jahr 2000 entwickelte pGreen-Vektor ist eine neuere Version des binären Vektors, die eine Auswahl von Promotoren, selektierbaren Markern und Reportergenen ermöglicht. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal von pGreen ist die starke Verringerung der Größe (von etwa 11,7 kbp auf 4,6 kbp) gegenüber pBIN19, wodurch die Transformationseffizienz erhöht wird.[13]

Neben einer höheren Transformationseffizienz wurde pGreen entwickelt, um die Integrität der Transformation sicherzustellen. Sowohl pBIN19 als auch pGreen verwenden normalerweise denselben auswählbaren Marker nptII, aber pBIN19 hat die auswählbare Markierung neben dem rechten Rand, während pGreen sie nahe dem linken Rand hat. Aufgrund eines Polaritätsunterschieds am linken und rechten Rand tritt der rechte Rand der T-DNA zuerst in die Wirtspflanze ein. Befindet sich der selektierbare Hersteller nahe der rechten Grenze (wie dies bei pBIN19 der Fall ist) und wird der Transformationsprozess unterbrochen, kann die resultierende Pflanze einen selektierbaren Marker exprimieren, enthält jedoch keine T-DNA, die ein falsches Positiv ergibt. Der pGreen-Vektor hat den auswählbaren Marker, der zuletzt in den Wirt eintritt (aufgrund seiner Position neben dem linken Rand), so dass jede Expression des Markers zu einer vollständigen Transgenintegration führt.[4]

Die pGreen-basierten Vektoren sind nicht autonom und werden nicht repliziert Agrobacterium wenn pSoup nicht vorhanden ist. Reihe kleiner binärer Vektoren, die sich autonom replizieren E coli und Agrobacterium einschließen:

Verweise[edit]

  1. ^ Lee LY, Gelvin SB (Februar 2008). “T-DNA binäre Vektoren und Systeme”. Pflanzenphysiologie. 146 (2): 325–32. doi:10.1104 / S. 107.113001. PMC 2245830. PMID 18250230.
  2. ^ ein b Hoekema A, Hirsch PR, Hooykaas PJ, Schilperoort RA (Mai 1983). “Eine binäre Pflanzenvektorstrategie basierend auf der Trennung von vir– und T-Region der Agrobacterium tumefaciens Ti-Plasmid “. Natur. 303 (5913): 179–180. Bibcode:1983Natur.303..179H. doi:10.1038 / 303179a0. S2CID 4343344.
  3. ^ “Wie ich mich erinnere, bezieht sich” binär “auf die Funktion von Interesse, die in zwei Teile unterteilt ist, die von zwei getrennten Plasmiden anstelle von zwei bakteriellen Wirten codiert werden: Wir haben den Begriff” Shuttle-Vektoren “verwendet, um die Eigenschaft mehrerer Wirte zu bezeichnen.” (PR Hirsch, persönliche Mitteilung an T. Toal, 27. Februar 2013)
  4. ^ ein b c Slater A, Scott N., Fowler M. (2008). Pflanzenbiotechnologie die genetische Manipulation von Pflanzen. New York: Oxford University Press Inc.
  5. ^ Bevan M (November 1984). “Binäre Agrobacterium-Vektoren für die Pflanzentransformation”. Nukleinsäureforschung. 12 (22): 8711–21. doi:10.1093 / nar / 12.22.8711. PMC 320409. PMID 6095209.
  6. ^ Hajdukiewicz P., Svab Z., Maliga P. (September 1994). “Die kleine, vielseitige pPZP-Familie von Agrobacterium-Binärvektoren für die Pflanzentransformation”. Pflanzenmolekularbiologie. 25 (6): 989–94. doi:10.1007 / BF00014672. PMID 7919218. S2CID 9877624.
  7. ^ ein b Xiang C., Han P., Lutziger I., Wang K., Oliver DJ (Juli 1999). “Eine Mini-Binärvektorserie für die Pflanzentransformation”. Pflanzenmolekularbiologie. 40 (4): 711–7. doi:10.1023 / a: 1006201910593. PMID 10480394.
  8. ^ “Liste der alten pCAMBIA-Vektoren – Kambia”. Abgerufen 2020-08-10.
  9. ^ Hellens RP, Edwards EA, Leyland NR, Bean S., Mullineaux PM (April 2000). “pGreen: ein vielseitiger und flexibler binärer Ti-Vektor für die Agrobacterium-vermittelte Pflanzentransformation”. Pflanzenmolekularbiologie. 42 (6): 819–32. doi:10.1023 / a: 1006496308160. PMID 10890530.
  10. ^ ein b Lee S., Su G., Lasserre E., Aghazadeh MA, Murai N. (Mai 2012). “Kleine binäre Ti-Vektoren mit hoher Ausbeute pLSU mit co-gerichteten Replikons für die Agrobacterium tumefaciens-vermittelte Transformation höherer Pflanzen”. Pflanzenwissenschaft. 187: 49–58. doi:10.1016 / j.plantsci.2012.01.012. PMID 22404832.
  11. ^ ein b Pasin F., Bedoya LC, Bernabé-Orts J. M., Gallo A., Simón-Mateo C., Orzaez D., García JA (Oktober 2017). “Mehrfache T-DNA-Abgabe an Pflanzen unter Verwendung neuartiger Mini-Binärvektoren mit kompatiblen Replikationsursprüngen”. ACS Synthetic Biology. 6 (10): 1962–1968. doi:10.1021 / acssynbio.6b00354. PMID 28657330.
  12. ^ Hellens R., Mullineaux P., Klee H. (Oktober 2000). “Technischer Fokus: Ein Leitfaden für binäre Agrobacterium-Ti-Vektoren”. Trends in der Pflanzenwissenschaft. 5 (10): 446–51. doi:10.1016 / s1360-1385 (00) 01740-4. PMID 11044722.
  13. ^ “pGreen im Web”. www.pgreen.ac.uk.