Agrobacterium rhizogenes aracılığı ile bitkilere gen aktarımı

Benzer belgeler
Agrobacterium rhizogenes

Agrobacterium rhizogenes

Agrobacterium aracılığıyla gen transferi

REKOMBİNANT DNA TEKNİKLERİ IV DR. ONUR YILMAZ 2017

Doğrudan gen aktarım teknikleri

GEN TRANSFER YÖNTEMLERİ

Agrobacterium tumefaciens ve Moleküler Genetiği. Kaniye Şahin İ.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Moleküler Biyoloji ve Genetik

Mustafa EMREM

TARIMSAL BİYOTEKNOLOJİYE GİRİŞ

7. PROKARYOTLARDA GEN İFADESİNİN DÜZENLENMESİ

Rekombinant DNA, Klonlama ve kullanımı

Hücre Transfeksiyonu

BAKTERİLERDE GENETİK MADDE AKTARILMASI

7. PROKARYOTLARDA GEN İFADESİNİN DÜZENLENMESİ

Bakteriler Arası Genetik Madde Aktarımı

BİTKİLERE GEN TRANSFERİNDE KULLANILAN VEKTÖRLER

BİYOTEKNOLOJİ ÜN TE 4

MOLEKÜLER BİYOLOJİ DOÇ. DR. MEHMET KARACA (5. BÖLÜM)

VEKTÖRLER Halime Nebioğlu

GENETİK I BİY 301 DERS 6

15- RADYASYONUN NÜKLEİK ASİTLER VE PROTEİNLERE ETKİLERİ

Doku kültüründeki zorluklar. Virüs Bakteri Mantar Mikoplazma Böcek ve diğerleri ile kontaminasyon

ETKİN İLAÇ KULLANIMINDA GENETİK FAKTÖRLER. İlaç Kullanımında Bireyler Arasındaki Genetik Farklılığın Mekanizması

REKOMBİNANT DNA TEKNOLOJİSİ. Araş. Gör. Dr. Öğünç MERAL

BAKTERİLERDE EKSTRAKROMOZAL GENETİK ELEMENTLER

KALITIM #12 MODERN GENETİK UYGULAMALARI (BİYOTEKNOLOJİ) SELİN HOCA

ÇOK HÜCRELİ ORGANİZMALARIN GELİŞİMİ

Doç. Dr. Tijen Talas-Oğraş. TÜBĐTAK - Marmara Araştırma Merkezi Gen Mühendisliği ve Biyoteknoloji Enstitüsü

Bitki Biyoteknolojisi

Genetik Yöntemlerle Bakterilere Gen Transferleri. (Cüneyt Akdeniz)

BİTKİLERDE BİYOTEKNOLOJİK UYGULAMALAR

BİTKİLERDE BİYOTEKNOLOJİK UYGULAMALAR

Agrobacterium rhizogenes

KALITSAL MADDE PROF. DR. SERKAN YILMAZ

MİKROBİYOLOJİ SORU KAMPI 2015

Biyoteknoloji ve Genetik I Hafta 12. Prokaryotlarda Gen İfadesinin Düzenlenmesi

YAPAY KROMOZOMLAR. cerevisiae. de kurulmuştur. Halkasal. Yapay kromozomlar ilk defa tomurcuklanan maya olan Saccharomyces

İnce çeperli parankima hücrelerinin kitlesel yapısı. Kallus

RNA Yapısı ve Katlanması, Hücrede Bulunan RNA Çeşitleri

BİTKİLERDE DOKU KÜLTÜRÜ DERSİ SOMAKLONAL VARYASYON KONUSU İLE İLGİLİ SORULAR Gizem TERZİ

Hafta VIII Rekombinant DNA Teknolojileri

8. KONU: VİRAL KOMPONENTLERİN BİYOLOJİK FONKSİYONU Kodlama: Her virüs kendine özgü proteini oluşturmakla birlikte, proteinde nükleik asidi için

I. DÖNEM - 2. DERS KURULU ( )

Akıllı Defter. 9.Sınıf Biyoloji. vitaminler,hormonlar,nükleik asitler. sembole tıklayınca etkinlik açılır. sembole tıklayınca ppt sunumu açılır

BİYOLOJİ DERS NOTLARI YGS-LGS YÖNETİCİ MOLEKÜLLER

Ders 10 - Diğer küçük kodlamayan RNA lar

EĞİTİM ÖĞRETİM YILI ARAKLI ANADOLU ÖĞRETMEN LİSESİ 11. SINIF BİYOLOJİ DERSİ ÜNİTELENDİRİLMİŞ YILLIK PLANI

EGE ÜN VERS TES FEN B L MLER ENST TÜSÜ (DOKTORA TEZ )

cdna Kitaplık Hazırlanışı

YAZILIYA HAZIRLIK SORULARI. 9. Sınıf

KALITSAL MOLEKÜLÜN BİÇİMİ ve ORGANİZASYONU PROF. DR. SERKAN YILMAZ

GOÜ TIP FAKÜLTESİ DÖNEM I III. KURUL

KLONLAMA VEKTÖRLERİ DR. ONUR YILMAZ ADÜ ZİRAAT FAKÜLTESİ ZOOTEKNİ BÖLÜMÜ BİYOMETRİ & GENETİK ABD

Stres Koşulları ve Bitkilerin Tepkisi

TIBBĠ BĠLĠMLERE GĠRĠġ DĠLĠMĠ MĠKROBĠYOLOJĠ ANABĠLĠM DALI

TRANSLASYON VE DÜZENLENMESİ

Moleküler biyolojiye giriş. Doç.Dr.Pınar AKSOY SAĞIRLI

Transgenik Hayvan Üretimi. Hayvancılıkta biyoteknoloji dersi

HÜCRESEL EVRİM. Prof. Dr. Müjgan Cengiz Prof. Dr. Ayhan Deviren

DÖNEM 1- A, 3. DERS KURULU ( )

HÜCRE SĠNYAL OLAYLARI PROF. DR. FATMA SAVRAN OĞUZ

BİTKİLERE GEN TRANSFERİ Ekim 2011

ADIM ADIM YGS-LYS 55. ADIM CANLILARIN SINIFLANDIRILMASI-15 VİRÜSLER

Hücrede Genetik Bilgi Akışı

Rekombinant DNA Teknolojisi, Klonlama ve Kullanım Alanları

TEMEL VETERĠNER GENETĠK

2. Histon olmayan kromozomal proteinler

DR. ONUR YILMAZ Ziraat Fakültesi, Zootekni Bölümü, Biyometri ve Genetik A.B.D.

Mikroorganizmalar gözle görülmezler, bu yüzden mikroskopla incelenirler.

III-Hayatın Oluşturan Kimyasal Birimler

POYRAZ TIBBİ CİHAZLAR EDVOTEK

Gen Klonlama ve Uygulamaları. Fatma Savran Oğuz İstanbul Tı Fakültesi Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı

12. SINIF KONU ANLATIMI 23 BİTKİLERDE BESLENME BİTKİLERDE TAŞIMA

18.Eyl Rektörlük Programı Eğitim Köyü Pazartesi Rektörlük Programı Eğitim Köyü Rektörlük Programı Eğitim Köyü

hendisliği BYM613 Genetik MühendisliM Tanımlar: Gen, genom DNA ve yapısı, Nükleik asitler Genetik şifre DNA replikasyonu


MOLEKÜLER BİYOLOJİ LABORATUVARI

Sayfa BİYOLOJİ VE BİLİMSEL YÖNTEM... 1 Bilim ve Bilimsel Yöntem... 2

ADIM ADIM YGS LYS. 93. Adım KALITIM -19 MODERN GENETİK UYGULAMALAR

Gram (+)Bakterilerde Duvar Yapısı Gram (-) Bakterilerde Duvar Yapısı Lipopolisakkaritin Önemi

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ EĞİTİM - ÖĞRETİM YILI DÖNEM I 3. DERS KURULU PROGRAMI HÜCRE METABOLİZMASI

ÇANAKKALE ONSEKİZ MART ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ Eğitim Yılı

YÜKSEK İHTİSAS ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ DÖNEM I MOLEKÜLDEN HÜCREYE DERS KURULU- I. (12 Ekim - 20 Kasım 2015) ZORUNLU DERSLER

Replikasyon, Transkripsiyon ve Translasyon. Yrd. Doç. Dr. Osman İBİŞ

İstanbul Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji ABD Prof. Dr. Filiz Aydın

HERBİSİTLERE DAYANIKLI TRANSGENİK BİTKİLERİN GELİŞTİRİLMESİ ÖZGE ÇELİK

Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü Boğaziçi Üniversitesi

TRANSKRİPSİYON AŞAMASINDA KROMATİN YAPININ DÜZENLENMESİ

FEN ve TEKNOLOJİ / GENETİK MÜHENDİSLİĞİ ve BİYOTEKNOLOJİ. GENETİK MÜHENDİSLİĞİ ve BİYOTEKNOLOJİ

ERZURUM TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MOLEKÜLER BİYOLOJİ VE GENETİK BÖLÜMÜ LİSANS DERS İÇERİKLERİ

ÜNİTE 6 Nükleoproteinler ve Nükleik Asitler

Agaroz jel elektroforezi

12. SINIF KONU ANLATIMI 7 GENETİK MÜHENDİSLİĞİ VE BİYOTEKNOLOJİ ÇALIŞMA ALANLARI

Biyolistik - Gen Silahı. İlker Gönülalp Yıldız Teknik Üniversitesi Biyoloji Bölümü

MEME KANSERİ KÖK HÜCRELERİNİN GEN EKSPRESYON PROFİLİ

İLAÇ, KOZMETİK ÜRÜNLER İLE TIBBİ CİHAZLARDA RUHSATLANDIRMA İŞLEMLERİ ECZ HAFTA

İndüklenmiş Pluripotent Kök Hücre

LYS ANAHTAR SORULAR #7. Kalıtım

Hücre çeperi (Hücre duvarı)

Tarımsal Biyoteknolojiye Giriş

Transkript:

Agrobacterium rhizogenes aracılığı ile bitkilere gen aktarımı ITIR ERKAN İstanbul Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü Yüksek lisans öğrencisi Agrobacterium Toprakta yaşayan gram negatif bir bakteri, Rhizobieceae fam., Doğal genetik mühendisi, Agrobacterium rhizogenes 3 A. rhizogenes, saçak kök hastalığı etkenidir (Riker et al., 1930; Hildebrand, 1934). 450 türden fazla bitkinin A. rhizogenes ile infekte olabildiği bilinmektedir. A. rhizogenes ile infekte edilmiş birçok türün eksojen hormon gereksinimi olmaksızın hızlı ürediği gözlenmiştir (Tepfer ve Tempé, 1981; Willmitzer ve ark., 1982). Bu özelliklerinden dolayı saçak kök kültürleri sekonder metabolit çalışmaları için önemli bir doku kültürü yöntemidir. 4 1

Agrobacterium rhizogenes ve saçak kök ( hairy root ) oluşumu kontrol transformant A. rhizogenes, Yaralanan bitki bölgelerinden salgılanan fenolik bileşiklere karşı kemo-hassas, hem kendi genomlarında hem de plazmidlerinde (Ri- root inducing ) taşıdıkları genler aracılığı ile kendi DNA bölgesini bitki genomuna aktarır ve bitkilerde saçak kök ( Hairy Root ) hastalığına yol açar. 5 6 saçak kök oluşumu ve opin sentezi için; Saçak kökleri büyümek için bitki büyüme düzenleyicilerine gerek yoktur. Enfeksiyon sonucu oluşan dokunun normalde bitkide bulunmayan opinler olarak bilinen bazı aminoasit türevlerini sentezler. Opinler bakteri tarafından katabolize edilir. 200 kb dan daha büyük bir megaplazmid üzerinde bulunan hareketli bir DNA parçası (T-DNA) iş görür. T-DNA bölgesinde bulunan genlerin transkripsiyonu sonucunda saçak kök oluşumu ve opin sentezi gerçekleşmektedir. 7 8 2

Agrobacterium hücresinde bulunan Ri plazmidi ve bitki hücrelerine T-DNA aktarımı Ri & Ti Plasmid Maps Ti Plasmid Ri Plasmid Ri plazmidi 9 10 A. rhizogenes in ırkları opin sistemine göre sınıflandırılmıştır. Agropine, mannopin, mikimopin veya cucumopin Ri plazmidinin T-DNA bölgesi bakteri ırkına göre değişebilen iki bölgeden ibarettir (TL ve TR DNA). TL DNA bölgesi saçak kök oluşumundan sorumlu genleri taşırken, TR DNA ise opin sentezinden sorumlu genleri taşır. Ri plazmidinde T-DNA bölgesinden başka vir bölgesi de bulunmaktadır. Vir bölgesinde A. rhizogenes in infeksiyonu için gerekli faktörleri sentezleyen genler bulunur. Bu genler vira, virb, virc, vird, vire, virf, virg, virh dir. Ayrıca bakteri kromozomunda bulunan chva, chvb, psca ve attr genleri de mekanizmanın işlemesinde görev alırlar. 11 12 3

T-DNA aktarımının moleküler mekanizması A. rhizogenes in bitki hücrelerine tutunması ve koloni oluşturması saçak kök oluşumu için ilk aşamadır. Bakteri bitki duvarına tutunduktan sonra selüloz lifleri sentezlemektedir. Bakteri bitki hücre duvarına tutunduktan sonra bitki duvarından salınan fenolik bileşiklerce virülens genleri uyarılır. 1. Agrobacterium un bitki hücrelerine tutunması ve koloni oluşturması 2. Virülens genlerin uyarılması 3. T-DNA transferi 2 4 3 1 4. T-DNA nın bitki genomuna entegrasyonu 13 14 Agrobacterium dan bitki hücresine T-DNA aktarımındavir genlerinin fonksiyonu Yaralanmış bitki hücreleri tarafından salgılanan fenolik bileşiklerin (asetosiringon) vir genlerini uyarması ve bitki hücresine T-DNA transferi 15 16 4

Agrobacterium aracılığı ile gen aktarımı için gerekli olan koşullar Gen aktarımı için uygun gelişme safhasındaki eksplant sağlanmalıdır. Tür içerisindeki farklı transformasyon oranları elde edilebilir. Geliştirilen gen aktarım tekniği, kültürü yapılan yüksek verimli çeşitlerde başarılı olmadıkça önemi yoktur. Çok sayıda bireysel transgenik bitki elde edebilmek için yöntem etkili, ekonomik ve tekrarlanabilir olmalıdır. Gen aktarımı yapılan hücrelerden transgenik bitkilerin elde edilebilmesi için etkili bir seleksiyon sistemi geliştirilmelidir. Maliyet ve somaklonal varyasyonu en düşük seviyede tutmak için, doku kültüründe geçen süre mümkün olduğu kadar kısaltılmalıdır. 17 18 Gerek tohumla gerekse vejetatif çoğaltım için stabil ve tek tip transgenik bitkiler elde edilmelidir. Sadece istenilen özellikleri kodlayan genler bitkilere aktarılmalı, istenmeyen DNA dizilerinin geçişi engellenmelidir. Fazla kopya sayısından kaynaklanan, aktarılan genin inaktivasyonu ve entegrasyon bölgelerinde oluşabilecek gen zararlarını engellemek için, genler düşük kopya sayısında aktarılmalıdır. Aktarılan genler istenilen fizyolojik devrede ve arzu edilen seviyede aktivite göstermelidir. 19 20 5

Agrobacterium aracılığı ile gen aktarımı ve transgenik bitkilerin elde edilmesi Gen aktarımında kullanılacak DNA parçası, aktarılmak istenen gene ilave olarak; Aktarılmak istenen genin bitki dokularında ifade edilebilmesi için RNA polimerazların tanıyıp bağlanabilecekleri düzenleyici diziler (promotorler) Seçici besi ortamında 10-12 gün sonra saçak kök oluşumu Sadece gen aktarımı yapılan hücre ve dokuların seçimi için seçici bir işaret geni ( marker ) Saçak kök Aktarılan genin bitkide anlatım yapıp yapmadığının anlaşılmasına yardımcı olmak üzere yer alan haberci ( reporter ) genler gereklidir. 21 22 A. rhizogenes ile gen transferi; A. rhizogenes aracılığı ile gen aktarımı basit bir yöntem olmasına karşın, son yıllarda A. tumefaciens ve fiziksel yöntemlerle gen aktarımı daha önemli gelişmeler kaydetmiştir. Böylece A. rhizogenesin transforme bitki üretimi için vektör olarak kullanımına ilgi giderek azalmıştır. Diğer taraftan A. rhizogenes biyolojik çalışmalar yapmak üzere sekonder metabolit üretime ve metabolizma mühendisliği çalışmaları için saçak kök üretiminde etkin bir biçimde kullanılmaktadır. GALLS Replaces VirE2 by Mixed Infection A. tumefaciens plant nucleus VirB/D4 D2 D2 Agrobacterium rhizogenes D2 VirB/D4 GALLS GALLS 23 24 6

GALLS ve VirE2 arasındaki benzerlikler GALLS ve VirE2 arasındaki farklılıklar İkisi de 4 salgı sinyaline sahiptir. İkisi de çekirdeğe özgü sinyalleri içermektedirler,üstelik amino asit dizilerine benzememektedirler. Nükleotid dizileri homoloji göstermemektedir. Sadece GALLS nucleoside triphosphate bağlayıcı motife sahiptir. GALLS ın moleküler büyüklüğü VirE2 nin 3 misli kadardır. 25 26 Hairy Root ların avantajları, Temel avantaj, köklerin kolaylıkla dışarıdan hormon gerektirmeden basit besiyerlerinde kolayca üreyebilmeleridir. Sıklıkla kökler, disorganize hücre kültürlerinin ikilenme zamanına benzer şekilde hızla büyürler. Ama hücre süspansiyon kültürlerinden farklı olarak transforme edilen kültürlerin karakteristiği, sekonder metabolitleri tamamen farklılaştırırlar. Genel olarak normal köklere benzerler. Morfolojik olarak normal bitki köklerinden çok daha fazla dallanmış oldukları için farklıdırlar. Gelişme süresince çok fazla yeni yanal (lateral) meristematik büyüme noktaları meydana getirirler ve bu sayede normal köklerden daha hızlı bir büyüme oranı ortaya koyarlar. Bol miktarda üreyen (belli koşullar altında) dokular olduklarından, enzimolojik çalışmalar açısında da önemlidirler. Sürekli bölünen dokular oldukları için fenolik içerikleri düşüktür. Sekonder metabolit üretimi üzerine, substrat ve inhibitörlerin etkileri incelenirken tüm bitki ile yapılan çalışmalara göre kolaylık sağlar. 27 28 7

Agrobacterium rhizogenes in kullanılması ekstra avantaj sağlamaktadır.çünkü saçak kökler nedeniyle bakteriye ikinci gen transfer edilebilir. www.nsrl.uiuc.edu/.../ bulletins/june99/ 29 30 Hairy root kültürleri; Phyllanthus amarus (solda) ve Psoralia carylifolia (sağda) 31 32 8

TEŞEKKÜRLER 33 34 9