مجمل عمليات الاصابة والتحول في النبات

شكلت بكتريا Agrobacterium وتداخلاتها مع النبات ونقلها للمواد الوراثية أهمية كبيرة ففيها كانت أول عمليات هندسة وراثية تتخطى ليس الأنواع والأجناس وإنما الممالك، ومنها تعلم الإنسان الكثير، كما ان الدراسات الجزيئية لعمليات انتقالها أوضحت العديد من الظواهر، وبذلك فهي تشكل نموذجا دراسيا فعال للفهم، وتشمل التداخلات بشكل مختصر :

عمليات التعرف والالتصاق:

 وتعد عملية تعرف البكتريا على الخلايا النباتية والالتصاق إليها الخطوة الأولى لعملية الاصابة ويتم ذلك بواسطة عدد من بروتينات البكتريا التي يشفر لها بالجينات مثل ChvB , ChvA , att وجينات الالتصاق attR , attD توجد على بلازميد خفي او صامت pAtC58 وهو اكبر من بلازميد الورم Ti ويكون غير ضروريا لعملية الاصابة ولكنه يزيد من عملية الاصابة بالتعبير عن بعض الجينات في منطقة استطالة الجذر (وهي أكثر المناطق حساسية للإصابة بالبكتريا).

نقل المعلومات الوراثية من البكتريا الى خلايا النبات :

ان اشرطة T والبروتينات المرتبطة بها تصدر الى الخلايا باستعمال نظام افراز خاص بها يسمى Type IV secretion system والذي يتكون في البكتريا من بعض البروتينات التي يشفر لها بـ virB , virD4 يغلق الاشرطة المفردة في المعقد ولكن يعتقد ان عملية غلقه تحصل في سايتوبلازم الخلية النباتية بعد ان ينتقل كل من virE2 مع الشريط المفرد T-strand ، والآخران لا يرتبطا في خلية Agrobacterium نظراً لوجود الوصيف virE1 الذي يرتبط الى virE2 ويمنع ارتباطه بالشريط المفرد، ولكن الوصيف virE1 يشارك في تصدير virE2. وفي بعض السلالات يكون البروتين virE2 مسئولا عن عملية النقل من البكتريا الى الخلية النباتية، وهذا يشير الى ان Agrobacterium لا تنقل DNA فقط وإنما تنقل بعض بروتيناتها.

اندماج DNA والتعبير عنه

ان عمليات اندماج T-DNA هي تتويج لعملية نقل DNA من البكتريا الى النبات. وهذه العملية ليست عملية مباشرة وذلك لان T-DNA لا تحوي على الانزيمات التي تسهل عملية الاندماج، ولذلك تقوم بهذه المهمة مكونات اخرى مثل virE2 , virD2 وعوامل نووية من الخلايا المضيفة مثل AtKu80 وكذلك انزيم DNA ligase النباتي الذي يربط النهاية 5' من DNA بواسطة الماكنة الخلوية النباتية، وان كانت هناك بعض الشواهد التي تشير الى تحول الشريط المفرد الى شريط مزدوج ثم يربط بالجينوم النباتي. ويتم دس DNA في الجينوم النباتي بعد ان يقطع الاخير بأحد الإنزيمات القاطعة ICeu 1 الذي يخلق بشكل وقتي وترتبط القطع بعملية تأشب غير متجانس وهذا ما أشارت إليه التواليات الموجودة عند منطقة الاتصال اضافة الى ان العامل النووي AtKu80 يشارك في مثل هذه العمليات من التأشب. وبعد ان يندمج DNA يمكن ان يولد الورم او التعبير عن الجينات المنقولة ولكن قد لا تكون بأفضل حالاتها نظراً لتأثير عمليات الاسكات المذكورة أعلاه. ويمكن للجين ان يحبط الجينات المماثلة له في الخلية ضمن حالة الكبح المرافق Cosuppression .

وتتولد الأورام نتيجة الاصابة التي تؤدي الى اضطراب عملية التمايز للأنسجة الوعائية وتخريب الطبقات الخارجية من البشرة، هذه الاضطرابات تؤدي الى الورم وتساعد بتزويده بالماء والسكروز. ولذلك فان الاورام المستحثة بالبكتريا تمثل مغاطس تتسرب إليها كميات كبيرة من المحاليل الأساسية اي محاليل المواد الغذائية والمركبات اللاعضوية النباتية. وفي البداية يكون السكروز هو السكر الرئيس ولكن بعد ذلك يحصل انحراف لسكريات سداسية اخرى ويحصل عدم توازن في السكريات نتيجة وجود إنزيم انقلاب السكر Invertase الموجود في الخلايا الورمية.

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .