מערכת T-DNA בינארית

מערכת T-DNA בינארית היא מערכת בעלת זוג פלסמידים, פלסמיד בינארי (binary plasmid) ופלסמיד מסייע (helper plasmid). המערכת משתמשת בשני הפלסמידים על מנת להנדס גנטית צמחים, ומכאן מקור שמה. אלו הם פלסמידים מלאכותיים, אשר מקורם בפלסמיד Ti המצוי בחיידק האגרובקטריום. הווקטור הבינארי יכול להשתכפל הן בחיידק ה-E.coli והן באגרובקטריום.

המערכת נקראת מערכת בינארית כאשר גני ה-vir וה-T-DNA אינם נמצאים על אותו הפלסמיד. ה-T-DNA נמצא על הפלסמיד הבינארי, ומכיל מקורי שכפול המתאימים לאגרובקטריום ולאי קולי. בנוסף, הוא מכיל עמידות לאנטיביוטיקה, על מנת שנוכל לברור את החיידקים המכילים את הפלסמיד משאר אוכלוסיית החיידקים. הפלסמיד המסייע מכיל את גני ה-vir הנדרשים להחדרת מקטע ה-DNA לגנום המותקף.

ישנם מספר פלסמידים הנפוצים במעבדות מחקר, כאשר ההבדלים הם בעיקר במקורות השכפול בחיידק האגרובקטריום, ובהם pGreen, pPVP, pBIN19. פלסמיד מסייע נפוץ הוא EHA101.

מבנה הפלסמיד

הפלסמיד הבינארי 
אזור ה-T-DNA בפלסמיד הבינארי תחום על ידי גבול ימני וגבול שמאלי. בנוסף, הוא מכיל סמן ברירה, באמצעותו אפשר לברור את הצמחים אשר קיבלו את המקטע. מחוץ לגבולות הנ"ל, הפלסמיד מכיל עמידות לאנטיביוטיקה שתבוטא בחיידק, כדי לברור את החיידקים בעלי הפלסמיד, וכן מקור שכפול חיידקי.

הפלסמיד המסייע 
פלסמיד זה מכיל את גני ה-vir אשר מקורם בפלסמיד Ti הנמצא באגרובקטריום. גנים אלו מקודדים לחלבונים שונים אשר חותכים את מקטע ה-T-DNA מהפלסמיד הבינארי, ומחדירים אותם לגנום המותקף. גם פלסמיד זה מכיל עמידות לאנטיביוטיקה שתבוטא בחיידק, כדי לברור את החיידקים בעלי הפלסמיד, וכן מקור שכפול חיידקי.

פיתוח הפלסמיד הבינארי 
פלסמיד ה-pBIN19 פותח בשנות השמונים של המאה ה-20 והוא נמצא כיום בשימוש נרחב. פלסמיד ה-pGreen פותח בשנות האלפיים, והוא גרסה חדשה יותר המאפשרת בחירה של פרומוטורים, סמני ברירה וגנים מדווחים. שיפור משמועתי נוסף בפלסמיד זה, הוא הצמצום בגודלו, דבר שהעלה את יעילות הטרנספורמציה (מגודל של כ-11.7Kbp ל-4.6Kbp).

בפלסמיד ה-pBIN19, הגן לעמידות ממוקם ליד הגבול הימני, ואילו ב-pGreen הוא נמצא סמוך לגבול השמאלי. המיקום חשוב, מכיוון שיעילות ההחדרה משתנה בגבולות ה-T-DNA. הגבול הימני חודר לגנום הצמחי בתחילה, ואם הגן לעמידות ממוקם באזור גבול זה (כמו המצב בפלסמיד pBIN19), ותהליך ההעברה אינו נשלם מסיבה כלשהי, ייווצר מצב בו יתקבל צמח עמיד לאנטיביוטיקה אך בלי הגן אותו רצינו להכניס (תוצאה חיובית כוזבת). לפיכך בפלסמיד ה-pGreen העמידות, אשר ממוקמת ליד הגבול השמאלי, חודרת לגנום אחרונה, כך שצמח עמיד יכיל את הגן אותו רצינו להחדיר.

ראו גם 
 T-DNA
 Agrobacterium
 הנדסה גנטית#פלסמיד Ti - אגרובקטריום
 פלסמיד Ti

קישורים חיצוניים 

 החדרת גנים לצמחים באמצעות חיידק האגרובקטריום, באתר הנדסה גנטית- מעקרונות ושיטות למחקר ויישומים של מכון ויצמן ומשרד החינוך.

2016 11
DNA
גנטיקה
ביוטכנולוגיה
הנדסה גנטית