ביוטכנולוגיה/שיטות החדרת גן לתא צמחי

מתוך ויקיספר, אוסף הספרים והמדריכים החופשי
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

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.

אגרובקטריום טומפציוס[עריכה]

פלסמיד Ti

על החיידק אגרובקטריום טומפציוס[עריכה]

  • 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 \ P^{Ti} הגורם להדבקת הצמח.

מבנה הפלסמיד (\ P^{Ti}) בטבע[עריכה]

  1. T-DNA – המקטע המועבר לחיידק בעל הגנים ל : גידול סרטני ויצור אופינים.
  2. Vir – בעל הגנים החותכים את ה-T-DNA מתוך הפלסמיד ומעבירים אותו לצמח.
  3. גבול ימין ושמאל – האזורים המזוהים על ידי חלבוני ה-Vir.

כיצד נוצרים סמני המחלה?[עריכה]

  • סרטן - נוצר עקב תכונת הגן (הנמצאת ב-T-DNA לייצור מוגבר של ההורמונים אוקסנים וציטוקנינים.
  • ייצור אופינים – עקב גן המקודדים לחלבון היוצר אופינים.

בעיות בהחדרת פלסמיד - יצירת פלסמיד מהונדס[עריכה]

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: \ P^{Ti} הוא פלסמיד ענק ולכן אינו יכול להיכנס בטרנספורמציה.

פתרון : לפתרון מספר שלבים :

  1. לקיחת מיני Ti – פלסמיד שאינו מכיל Vir.
  2. החדרתו לחיידק אגרובקטריוס מהונדס שמכיל רק פלסמיד בעל Vir.
  3. הדבקה תא צמח – פציעת הצמח ; Vir מייצר חלבונים החותכים מיני Ti ומעבירים למקטעי הדנ"א הצמחי.


מגבלות השיטה : מתבצעת עבור צמחים דו פסיגים.

השלבים בתהליך קבלת צמח שלם מהונדס[עריכה]

לאחר הדבקת הצמח, לוקחים מאזור הפציעה את התאים מרקמת הפצע, מוספים הורמונים מתאימים וכך גדל צמח חדש בעל הגן המבוקש.

תותח גנים[עריכה]

כדורי טונגסטן או זהב עטופי זהב ערום דנ"א נורים לעבר עלה (בלחץ גבהה). ישנם 4 אפשרויות שיכולות לקרות :

  1. הכדור פוגע בעלה ויוצא מהצד השני.
  2. הכדור מגיע לצמח אך לא משולב בגנים.
  3. הכדור מגיע לצמח משתלב בגנום ופוגע בפעילות חיונית של גן.
  4. הכדור מגיע לצמח, משתלב בגנום וחודרת ביעילות.

יתרון : זול.

חסרון : יעילות נמוכה, פגיעה בצמח.

וירוסים צמחים[עריכה]

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.

החדרה לפרוטופלסט[עריכה]

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