Бинарная система переноса ДНК
( транспортной ДНК Т -ДНК ) Бинарная система представляет собой пару плазмид, состоящих из бинарного вектора Т-ДНК и vir плазмиды-хелпера . [1] [2] Две плазмиды используются вместе (таким образом, бинарные [2] [3] ) для производства генетически модифицированных растений . Это искусственные векторы , полученные из встречающейся в природе плазмиды Ti, обнаруженной в бактериальных видах рода Agrobacterium , таких как A. tumefaciens . Бинарный вектор представляет собой челночный вектор , названный так потому, что он способен реплицироваться в нескольких хозяевах (например, Escherichia coli и Agrobacterium ).
Системы, в которых гены Т-ДНК и vir расположены на отдельных репликонах, называются бинарными системами Т-ДНК. Т-ДНК расположена на бинарном векторе (область этого вектора, не содержащая Т-ДНК, содержащая начало(и) репликации, которые могут функционировать как в E. coli , так и в Agrobacterium , а также гены устойчивости к антибиотикам , используемые для отбора на наличие бинарный вектор у бактерий, стал известен как последовательности основной цепи вектора). Репликон, содержащий гены vir , стал известен как плазмида-хелпер vir . Плазмида -помощник vir считается обезвреженной, если она не содержит онкогенов, которые могут быть переданы растению.
Компоненты двоичной системы
[ редактировать ]Бинарный вектор Т-ДНК
[ редактировать ]Существует несколько бинарных векторов, которые реплицируются в Agrobacterium и могут использоваться для доставки Т-ДНК из Agrobacterium в растительные клетки. Часть Т-ДНК бинарного вектора фланкирована левой и правой пограничными последовательностями и может включать трансген, а также селектируемый в растении маркер . Помимо Т-ДНК, бинарный вектор также содержит бактериальный селектируемый маркер и точку начала репликации (ori) для бактерий. [4]
Репрезентативные серии бинарных векторов перечислены ниже.
| Ряд | Вектор | Год | Присоединение к Генбанку | Размер (б.п.) | Автономная репликация у Agrobacterium | Ссылка |
|---|---|---|---|---|---|---|
| пБИН | pBIN19 | 1984 | U09365 | 11777 | Да | [5] |
| пПВП | пПЗП200 | 1994 | U10460 | 6741 | Да | [6] |
| печатная плата | печатная плата301 | 1999 | AF139061 | 3574 | Да | [7] |
| пКАМБИЯ | pКАМБИЯ-1300 | 2000 | AF234296 | 8958 | Да | [8] |
| pЗеленый | pGreen0000 | 2000 | AJ007829 | 3228 | Нет | [9] |
| ПЛГУ | ПЛСУ-1 | 2012 | HQ608521 | 4566 | Да | [10] |
| PLX | PLX-B2 | 2017 | KY825137 | 3287 | Да | [11] |
Для хелперной плазмиды
[ редактировать ]Плазмида -хелпер vir содержит гены vir , происходящие из Ti- Agrobacterium плазмиды . Эти гены кодируют ряд белков, которые разрезают бинарный вектор на левой и правой пограничных последовательностях и облегчают перенос и интеграцию Т-ДНК в клетки и геномы растения соответственно. [4]
о нескольких плазмидах-помощниках vir . Сообщалось [12] и распространенными Agrobacterium штаммами vir , которые включают хелперные плазмиды , являются:
- ЕНА101
- ЧЕТВЕРТЫЙ 105
- АГЛ-1
- LBA4404
- ГВ2260
Разработка бинарных векторов Т-ДНК
[ редактировать ]Вектор pBIN19 был разработан в 1980-х годах и является одним из первых и наиболее широко используемых бинарных векторов. Вектор pGreen, разработанный в 2000 году, представляет собой более новую версию бинарного вектора, позволяющую выбирать промоторы, селектируемые маркеры и репортерные гены. Другой отличительной особенностью pGreen является его значительное уменьшение размера (примерно с 11,7 кбит до 4,6 кбит) по сравнению с pBIN19, что повышает эффективность его трансформации . [13]
Помимо более высокой эффективности трансформации, pGreen был разработан для обеспечения целостности трансформации. И pBIN19, и pGreen обычно используют один и тот же селектируемый маркер nptII , но pBIN19 имеет селектируемый маркер рядом с правой границей, тогда как pGreen имеет его ближе к левой границе. Из-за разницы полярности левой и правой границ правая граница Т-ДНК первой проникает в растение-хозяин. Если селектируемый маркер находится рядом с правой границей (как в случае с pBIN19) и процесс трансформации прерывается, полученное растение может иметь экспрессию селектируемого маркера, но не содержать Т-ДНК, что дает ложноположительный результат. Вектор pGreen имеет селектируемый маркер, попадающий в хозяина последним (из-за его расположения рядом с левой границей), поэтому любая экспрессия маркера приведет к полной интеграции трансгена. [4]
Векторы на основе pGreen не являются автономными и не будут реплицироваться в Agrobacterium, если pSoup отсутствует. Ряд небольших бинарных векторов, которые автономно реплицируются в E. coli и Agrobacterium, включают:
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ли Л.И., Гелвин С.Б. (февраль 2008 г.). «Бинарные векторы и системы Т-ДНК» . Физиология растений . 146 (2): 325–32. дои : 10.1104/стр.107.113001 . ПМК 2245830 . ПМИД 18250230 .
- ^ Перейти обратно: а б Хоекема А., Хирш П.Р., Хойкаас П.Дж., Шильпероорт Р.А. (май 1983 г.). «Стратегия бинарного растительного вектора, основанная на разделении вир- и Т-области Ti-плазмиды Agrobacterium tumefaciens ». Природа . 303 (5913): 179–180. Бибкод : 1983Natur.303..179H . дои : 10.1038/303179a0 . S2CID 4343344 .
- ^ «Насколько я помню, «бинарный» относится к интересующей функции, разделенной на две части, кодируемые двумя отдельными плазмидами, а не двумя бактериальными хозяевами: мы использовали термин «челночные векторы» для обозначения свойства множественных хозяев». (П.Р. Хирш, личное общение с Т. Тоалом, 27 февраля 2013 г.)
- ^ Перейти обратно: а б с Слейтер А., Скотт Н., Фаулер М. (2008). Биотехнология растений – генетическая манипуляция растениями . Нью-Йорк: Oxford University Press Inc.
- ^ Беван М. (ноябрь 1984 г.). «Бинарные агробактериальные векторы для трансформации растений» . Исследования нуклеиновых кислот . 12 (22): 8711–21. дои : 10.1093/нар/12.22.8711 . ПМК 320409 . ПМИД 6095209 .
- ^ Хайдукевич П., Сваб З., Малига П. (сентябрь 1994 г.). «Небольшое универсальное семейство бинарных векторов Agrobacterium pPZP для трансформации растений». Молекулярная биология растений . 25 (6): 989–94. дои : 10.1007/BF00014672 . ПМИД 7919218 . S2CID 9877624 .
- ^ Перейти обратно: а б Сян С., Хан П., Луцигер И., Ван К., Оливер DJ (июль 1999 г.). «Мини-бинарные векторные серии для трансформации растений». Молекулярная биология растений . 40 (4): 711–7. дои : 10.1023/а:1006201910593 . ПМИД 10480394 .
- ^ «Список устаревших векторов pCAMBIA - Камбия» . Проверено 10 августа 2020 г.
- ^ Хелленс Р.П., Эдвардс Э.А., Лейланд Н.Р., Бин С., Муллино П.М. (апрель 2000 г.). «pGreen: универсальный и гибкий бинарный вектор Ti для агробактериальной трансформации растений». Молекулярная биология растений . 42 (6): 819–32. дои : 10.1023/а:1006496308160 . ПМИД 10890530 .
- ^ Перейти обратно: а б Ли С., Су Дж., Лассер Э., Агазаде М.А., Мурай Н. (май 2012 г.). «Маленькие высокопродуктивные бинарные Ti-векторы pLSU с сонаправленными репликонами для трансформации высших растений, опосредованной Agrobacterium tumefaciens». Наука о растениях . 187 : 49–58. doi : 10.1016/j.plantsci.2012.01.012 . ПМИД 22404832 .
- ^ Перейти обратно: а б Пасин Ф., Бедойя Л.К., Бернабе-Ортс Х.М., Галло А., Симон-Матео К., Орсаес Д., Гарсиа Х.А. (октябрь 2017 г.). «Множественная доставка Т-ДНК растениям с использованием новых мини-бинарных векторов с совместимым началом репликации». ACS Синтетическая биология . 6 (10): 1962–1968. doi : 10.1021/acsynbio.6b00354 . ПМИД 28657330 .
- ^ Хелленс Р., Муллино П., Клее Х (октябрь 2000 г.). «Техническая направленность: руководство по бинарным векторам Ti Agrobacterium». Тенденции в науке о растениях . 5 (10): 446–51. дои : 10.1016/s1360-1385(00)01740-4 . ПМИД 11044722 .
- ^ «pGreen в сети» . www.pgreen.ac.uk .