| Головна |
| «« | ЗМІСТ | »» |
|---|
Генетична трансформація рослинних клітин спостерігається в природних умовах. Освіта рослинних пухлин, наприклад корончастих галлів, індукується бактеріями Agrobacterium tumefacienc в результаті впровадження в клітку Ту-плазміди - кільцевої ДНК з молекулярною масою близько 1000 kDa. У плазмиде Т, ідентифікований сайттДНК, конкретно відповідальний за трансформацію рослинної клітини. тДНК впроваджується в се хромосому і змінює багато сторін клітинного метаболізму. Ракові клітини набувають здатність до неконтрольованого зростання навіть на мінімальній живильному середовищі, позбавленої фітогормонів, які вони, на відміну від інтактних клітин, синтезують в достатній кількості. Іншим прикладом генетичної трансформації в природних умовах є захворювання рослин, пов'язане з розростанням коренів. Причиною цього є впровадження в рослинну клітину R-плазміди з бактерій Agrobacterium rhizogenes. У цій плазмиде також є фрагмент ДНК, здатний вбудовуватися в хромосому рослинної клітини, подібно транспозони. Наведені приклади ініціювали багатьох вчених формувати спільноти всіляких мікробних і рослинних клітин з метою отримання нових корисних властивостей у останніх. Спонтанне вплив на геном рослинних клітин не увінчалися серйозними успіхами (за винятком деяких варіантів асоціації рослин з ціанобактеріями). Набагато перспективніше представляється генно-інженерна трансформація клітин рослин. Для цього необхідно отримати життєздатний протопласт, з якою потім можна було б освіту спочатку трансформованої клітини, а потім і рослини-регенерантів. Для вирішення цього завдання слід:
Введення вектора в рослинну клітину можливо за допомогою ліпосом, причому для введення в протопласт рослини найбільш ефективні ліпосоми, що складаються з фосфотіділсеріна і холестерину.
Найбільш простим способом відбору трансформованих клітин є введення в плазміду замість онкогенов ТДН До генів стійкості до антибіотиків. Однак спроби введення в вектор генів стійкості до антибіотиків виявилися безуспішними, гак як вони не експресуватися в рослинних клітинах.
Проблема була вирішена, коли вдалося знайти промотор гена нопалін-син- тази і ввести його в Т.-плазміду. Регуляторні системи гена - нопалін синтази - сприяли експресії генів стійкості до антибіотиків, і відбір трансформованих клітин виявився можливим на селективних середовищах, що містять антибіотики.
Було розглянуто метод трансформації рослинних клітин за допомогою мікроорганізмів роду Agrobacterium. Існує ще ряд методів, наприклад: вільний поглинання чужорідного генетичного матеріалу в процесі ко культивування з рослинними клітинами, ін'єкція ДНК в рослинні клітини і цілих рослин та ін. В результаті розроблених методів генетична інженерія отримала можливість надійної трансформації ряду рослин, у тому числі і сільськогосподарських культур. Так, є хороші перспективи отримання азотфіксіруюшіх рослин (гл. 24). Гени, стійкі до гербіцидів, виділені з бактерій і дріжджів, переносяться в рослинні клітини. Це відкриває можливість використання гербіцидів для знищення бур'янів без шкоди для сільськогосподарських культур. За допомогою генної інженерії отримані рослини з заздалегідь програмованими властивостями. Вперше трансгенні рослини були отримані в 1981 р в ФРН. Г. Шелл і співавтори в протопласт тютюну ввели Т.-плазміду з геном окто- пінсінтстази. З протопластов потім було отримано рослина-регенерант, що синтезує невластиву для нього амінокислоту октопін. Далі в результаті вдосконалення техніки генної інженерії було отримано ряд трансгенних рослин - сільськогосподарських культур, таких, як соя, картопля, тютюн, ячмінь та ін.