Генная инженерия растений

Генная инженерия
Генетическая инжене́рия (генная инженерия) — совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.
Этапы получения трансгенных организмов
Выделение гена
Включение гена в вектор
Доставка вектора в клетку
Выращивание организма

Агробактерии
Агробактерии - род грамотрицательных аэробных бактерий. 4 вида; обитают в почве, главным образом в ризосфере. Способны вызывать образование галлов (опухолей) у многих растений.
В генной инженерии используются:
Agrobacterium tumefaciens (Ti-плазмиды)
Agrobacterium rhizogenes (Ri-плазмиды)

Агробактериальная трансформация
Прикрепление бактерий к клеткам растений (β-глюкан и О-антигенная цепь ↔ рецепторы из белка и пектина)
Специфическая адгезия растений
Образование целлюлозных фибрилл
Формирование сети фибрилл
Передача ДНК от бактерий в растительную клетку
Повреждение клеточной стенки (пектолитические ферменты)
Передача ДНК
Включение сегмента Т-ДНК в ядерную ДНК растительной клетки

Т-ДНК
Существуют нопалиновый и октопиновый виды Ti-плазмид.
Состоит из локусов онкогенности (onc) и генов, кодирующих октопинсинтетазу (ocs) или нопалинсинтетазу (nos).
Мутации в различных генах приводят к изменениям в различных частях растения.
Интеграция – неспецифическая в активно транскрибирующиеся участки ДНК.

Схема получения ГМО
Выделение болезнетворной бактерии из погибшего насекомого и выращивание на питательной среде
Выделение участка нуклеиновой кислоты, отвечающей за образование токсина
Сборка генно-инженерной конструкции из нуклеиновых килот разных огранизмов
Клонирование вектора в E. coli
Перенос вектора в клетку растения с помощью агробактерии
Получение растения из генетически модифицированной клетки.
Второй метод – создание системы бинарных векторов.

Бинарные векторы
На разных плазмидах находятся:
vir-область
Т-ДНК (а) или F-плазмида (б)

Селективные маркеры
ДНК-маркер –полиморфный признак, выявляемый методами молекулярной биологии на уровне нуклеотидной последовательности ДНК, для определенного гена или для любого другого участка хромосомы при сравнении различных генотипов, особей, пород, сортов, линий.
Пример селективного маркера растений:
Неомицинфосфотрансфераза – устойчивость к канамицину.

Вирусные векторы
Компактность
Мало несущественных генов
Используемые вирусы:
Каулимовирусы (двудольные растения)
Геминивирусы (одно- и двудольные растения)
Агроинфекция – внесение в растение вирусной ДНК с помощью агробактерий.

Подавление экспрессии генов (сайленсинг)
на уроне транскрипции (модификация гистонов)
на посттранскрипционном уровне (деградация мРНК соответствующих генов путем РНК-интерференции)

Основные направления генной инженерии растений
Организмы с новыми свойствами
Организмы, устойчивые к вредителям
Продуценты белков и других веществ