Chức năng của gen Vir

Một phần của tài liệu Luận văn nghiên cứu xây dựng hệ thống tái sinh in vitro trên cây lily sibberia và bước đầu chuyển gen nhờ vi khuẩn agrobacterium tu (Trang 25 - 28)

Quỏ trỡnh chuyển T-ADN từ vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens sang tế bào cõy chủ ủược thực hiện bởi hoạt ủộng của cỏc gen vir. Cú ớt nhất 25 gen ủược nhận biết trong 7 ủơn vị phiờn mó là: virA, virB, virC, virD, virE, virG, virF và vựng này cú kớch thước khoảng 30- 40 kbp. Theo Stachel và ctv. (1987) [15] vựng này cú 20 gen nằm trờn 6 operon, cỏc gen ủú là: virA, virB,

T-ADN trong vi khuẩn và chuyển nú vào tế bào cõy chủ rồi gắn vào nhiễm sắc thể cõy chủ.

Cỏc gen vir cú vai trũ trong việc nhận diện ra vết thương của cõy thụng qua tớn hiệu hoỏ học là chất acetosyringone (AS) tiết từ vết thương. Cỏc tớn hiệu hoỏ học từ vết thương ở tế bào cõy chủ tạo ra ủược nhận biết trước tiờn bởi protein virA, rồi ủến protein virG ủể làm kớch hoạt cỏc gen ủộc khỏc ở vựng vir, tạo ra cỏc protein cần thiết. Sự cảm ứng gen vir phụ thuộc vào nhiệt ủộ thấp và ủiều kiện pH axit. Hệ thống ủiều hoà gen vir hoạt ủộng thụng qua hai gen ủộc: virA và virG. Biểu hiện cơ bản của gen virA tổng hợp nờn protein nằm trong màng tế bào. Protein virA ủỏp ứng với sự trao ủổi chất của vết thương của cõy và cú thể ủỏp ứng nhạy cảm với sự thay ủổi của mụi trường. Với một nồng ủộ AS thớch hợp virA cú thể ủược kớch thớch bởi ủường, cỏc opine khối u hoặc amino axit. Protein virA sẽ tự phosphoryl hoỏ, sự tự phosphoryl hoỏ này sẽ làm protein nội bào virG ủược phosphoryl hoỏ bởi aspartic axit cũn lại sau khi virA tự phosphoryl hoỏ và kớch hoạt sao mó cho tất cả cỏc gen vir. Cỏc promoter của gen vir cú kớch thước khoảng 12 bp trong trỡnh tự “vir box”. Sự phosphoryl hoỏ làm cho protein virG gắn kết vào “vir boxes” và kớch hoạt sự sao mó của cỏc gen virBCDEFGH [15].

Cỏc gen vir cú vai trũ trong việc tạo sợi ủơn T-ADN trong vi khuẩn và ủưa sợi ủơn T-ADN vào trong tế bào cõy. Cỏc protein ủược mó hoỏ bởi gen virD virE thực hiện chức năng tạo ra phức hợp T-ADN. Protein virD2 là một endonucleaz, protein này cú chức năng xỳc tỏc cắt sợi T-ADN ở vị trớ 5’của bờ phải sau ủú virD1 cắt rời sợi T-ADN tại vị trớ ủầu 3’ của bờ trỏi tạo thành một sợi ủơn. Ngoài chức năng cắt sợi T-ADN virD2 cũn cú chức năng khỏc như bỏm dớnh vào ủầu 5’ ủể trỏnh sự tỏc ủộng của enzim nucleaza và chuyển sợi ủơn T-ADN vào nhõn tế bào thực vật vỡ trong

virD2 cũn chứa một tớn hiệu gọi là tớn hiệu ủịnh vị trong nhõn (nuclear locolization signal). Hai giả thuyết về chức năng của protein VirD2 trong sự kết nạp T-ADN ủó ủược ủề nghị: virD2 vừa làm nhiệm vụ của một enzim integraza vừa làm nhiệm vụ của một enzim ligaza [15].

VirE2 là một protein nối kết vào sợi ủơn T-ADN, nú sẽ bảo vệ T-ADN khỏi sự phõn giải của cỏc enzim nucleaz trong tế bào cõy giống như virD2,

virE2 cũng cú chứa một tớn hiệu ủịnh vị trong nhõn. VirB cú chức năng hỡnh thành một cỏi kờnh xuyờn qua vỏch tế bào thực vật, giỳp chuyển sợi ủơn T- ADN vượt xuyờn qua tế bào vi khuẩn ủến vỏch, màng tế bào thực vật và sau ủú vượt qua cỏc lỗ nhõn ủể vào nhõn tế bào. Hai sản phẩm của gen vir cũng ủược cho là cú chức năng trong việc tạo T-ADN sợi ủơn là: virC1 và virC2.

virC1 ủó ủược thấy gắn kết vào vựng “overdrive”, vựng này nằm gần bờ phải, và bởi vậy giỳp tăng cường sự cắt T-ADN ở vị trớ bờ vai của virD1/virD2

endonucleaz . Một số tỏc giả khỏc cho rằng virC1 và virC2 khụng cần cho tạo T-ADN sợi ủơn. Nhưng khi vắng mặt hai protein này thỡ hiệu quả chuyển nạp T-ADN vào cõy khỏ thấp. Do ủú ủề nghị rằng chỳng cú chức năng trong việc tăng cường sản xuất sợi ủơn T-ADN. Cựng với protein virD4, mười một protein virB, virE2 và virF tham gia ủưa T-ADN vào nhõn. Hệ thống chuyển nạp T-ADN ủược mó húa bởi operon virB, operon này mang 11 gen. Sự chuyển phức hợp T-ADN dựa trờn chiờn mao (pili) do operon virB mó hoỏ và ủột biến ở bất kỡ gen nào trong số 11 gen của operon này ủều làm mất khả năng tạo pili và tạo khối u. Cỏc protein virB ủiều khiển tạo chiờn mao này (chiờn mao này tương tự như chiờn mao tiếp hợp) và virB2 là tiểu phần chớnh của chiờn mao này. Hai protein virB là virB4 và virB11 cú hoạt tớnh ATPaz và ủược cho là cung cấp năng lượng cho việc xuất cỏc tiểu phần protein khỏc, cho vận chuyển T-ADN, hoặc cả hai. Hệ thống virB ủưa T-ADN tới tế bào chất của tế bào cõy, nơi ủõy cỏc bước cần cho chuyển T-ADN vào nhõn và kết

nạp với ADN của cõy ủược thực hiện. Cầu nối virB cú thể gắn kết với phức hợp T-ADN bởi protein virD4, protein này nằm trong màng và rất cần cho việc chuyển nạp. Hệ thống virB/virD4 ủưa phức hợp T-ADN–virD2 và protein virE2 vào tế bào chất của tế bào cõy, phức hợp T-ADN cuối cựng ủược tạo ra bằng cỏch phủ T-ADN với protein virE2 [15].

Một phần của tài liệu Luận văn nghiên cứu xây dựng hệ thống tái sinh in vitro trên cây lily sibberia và bước đầu chuyển gen nhờ vi khuẩn agrobacterium tu (Trang 25 - 28)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(100 trang)