ביוטכנולוגיה/שיטות החדרת גן לתא צמחי
מתוך ויקיספר, אוסף ספרי הלימוד והמדריכים החופשי.
יתרון החדרת גנים לצמחים :
- גידול מהיר יותר של תוצרים.
- השבחת פירות וירקות - הארכת חיי מדף, טעם ועוד.
- שיבוט – יצור צמחים בעלי יכולות מיוחדות שלצמח רגיל אין.
תוכן עניינים |
[עריכה] אגרובקטריום טומפציוס
[עריכה] על החיידק אגרובקטריום טומפציוס
- החיידק אגרובקטריום טומפציוס – חיידק הגדל בקרקע באופן טבעי. הוא מחולל את המחלה "עפץ הכתר" שהיא מחלה סרטנית הנוצרת עקב פציעה.
- העפץ – מסה תאים סרטנים המייצרים חומר ייחודי – אופינים.
- אגרובקטריום טומפציוס מכיל פלסמיד PTi הגורם להדבקת הצמח.
[עריכה] מבנה הפלסמיד בטבע :
- T-DNA – המקטע המועבר לחיידק בעל הגנים ל : גידול סרטני ויצור אופינים.
- Vir – בעל הגנים החותכים את ה-T-DNA מתוך הפלסמיד ומעבירים אותו לצמח.
- גבול ימין ושמאל – האזורים המזוהים על ידי חלבוני ה-Vir.
[עריכה] כיצד נוצרים סמני המחלה?
- סרטן - נוצר עקב תכונת הגן (הנמצאת ב-T-DNA לייצור מוגבר של ההורמונים אוקסנים וציטוקנינים.
- ייצור אופינים – עקב גן המקודדים לחלבון היוצר אופינים.
[עריכה] בעיות בהחדרת פלסמיד - יצירת פלסמיד מהונדס
הבעיה I : ייצור מוגבר של ההורמונים גורם לפגיעה בהתמיינות התא ובכך נמנע התפתחותו שלל צמח שלם.
הפתרון : הוצאת הגנים היוצרים הורמונים באופן מוגבר.
בעיה II : הסלקציה עבור התאים שקלטו את הפלסמיד קשה לביצוע.
הפתרון : החדרת גן המקנה עמידות לקנמיצין במקום הגנים המייצרים הורמונים באופן מוגבר.
בעיה 3: PTi הוא פלסמיד ענק ולכן אינו יכול להיכנס בטרנספורמציה.
פתרון : לפתרון מספר שלבים :
- לקיחת מיני Ti – פלסמיד שאינו מכיל Vir.
- החדרתו לחיידק אגרובקטריוס מהונדס שמכיל רק פלסמיד בעל Vir.
- הדבקה תא צמח – פציעת הצמח ; Vir מייצר חלבונים החותכים מיני Ti ומעבירים למקטעי הדנ"א הצמחי.
מגבלות השיטה : מתבצעת עבור צמחים דו פסיגים.
[עריכה] השלבים בתהליך קבלת צמח שלם מהונדס
לאחר הדבקת הצמח, לוקחים מאזור הפציעה את התאים מרקמת הפצע, מוספים הורמונים מתאימים וכך גדל צמח חדש בעל הגן המבוקש.
[עריכה] תותח גנים
כדורי טונגסטן או זהב עטופי זהב ערום דנ"א נורים לעבר עלה (בלחץ גבהה). ישנם 4 אפשרויות שיכולות לקרות :
- הכדור פוגע בעלה ויוצא מהצד השני.
- הכדור מגיע לצמח אך לא משולב בגנים.
- הכדור מגיע לצמח משתלב בגנום ופוגע בפעילות חיונית של גן.
- הכדור מגיע לצמח, משתלב בגנום וחודרת ביעילות.
יתרון : זול.
חסרון : יעילות נמוכה, פגיעה בצמח.
[עריכה] וירוסים צמחים
וירוסים יכולים לשמש כחומר המחדיר גן לצמח, כיוון שהם מבצעים זאת באופן טבעי.
חסרונות - הבעיות עם וירוסים :
- מגוון עצום של וירוסים – כל אחד ספציפי למין מסויים.
- לא יכולים להעביר מקטעי דנ"א גדולים.
- אין העברה לדורות הבאים – לרוב וירוסים אינם מדביקים תאי עובר ולכן התבנית החדשה לא תעובר לדורות הבאים.
יתרון : מתבצע באופן טבעי, החדרה יעילה כשמדובר.
[עריכה] החדרה לפרוטופלסט
הבעיה בהחדרת גן נובעת מהדופן, לכן, הסרת הדופן באמצעות אנזימים תיצור תא פרוטופלסט (ללא דופן). ניתן לעשות זאת ע"י :
- CaCl2
- אלקטרופורציה.
- מיקרו הזרקה
- איחוי פרוטופלסטים.
חסרון : יעילות נמוכה, בעיה בהחדרה עבור צמחים ממשפחת הדגנים.
יתרונות : מגוון רחב של שיטות זולות, יעלות עבור הצמחים להם השיטות מתאימות
