Procesos biotecnológicos

AGROBACTERIUM TUMEFACIENS

INTRODUCCIÓN

Desde el año en que se obtuvo la primera planta transgénica, se han transformado plantas resistentes a patógenos y al estrés abiótico, plantas de frutos de maduración tardía, estériles o que produzcan proteínas de interés comercial.

Una planta transgénica es aquella en cuyo genoma se han insertado segmentos génicos o genes (transgenes) de otraespecie (no necesariamente un vegetal). Esto permite que mediante la expresión en la planta de genes extraños se obtengan nuevas variedades con nuevas capacidades metabólicas o resistencias.

Existen diversas técnicas de modificación genética en cultivos celulares. Las técnicas se clasifican en directas e indirectas.

Entre las técnicas indirectas cabe destacar la transformación de células mediadapor Agrobacterium tumefaciens.
Esta bacteria, puede considerarse como el primer ingeniero genético, por su particular biología, y será la bacteria en la que se centra este trabajo.

AGROBACTERIUM TUMEFACIENS

Es una alfa-proteobacteria Gram negativa, de la familia Rhizobiceae. Esta bacteria, presente en el suelo, es patógena de muchas plantas a las que produce un tumor conocido como "agallade cuello".

Penetra en los tejidos vegetales causando una proliferación celular. La capacidad infectiva de la bacteria se debe al plásmido Ti (tumor inducing), siendo completamente avirulentas las cepas que carecen del plásmido.

Cepas virulentas que contienen el plásmido Ti
Determinan las características de los tumores y la producción de aminoácidos poco comunes denominados opinas (fuentede energía)

Mecanismo de infección
El mecanismo de infección de Agrobacterium involucra la transferencia e integración de una región del plásmido Ti al genoma de la célula vegetal.
Para que esta región sea transferida a la planta, los genes vir necesitan ser activados por "acetosyringone"(compuesto que produce la planta cuando tiene una herida). El plásmido transferido o ADN-T(Transfer-DNA) contiene los genes oncogénicos (onc) que provocan una mayor producción de hormonas de crecimiento, creando así los tumores en las plantas, que normalmente, se forman en la parte baja del tallo o la raíz.

Vector de clonación
Entendemos como vector al portador, que transfiere un agente de un huésped a otro. Un sistema que permite la transferencia, la expresión y la replicación de un ADNextraño en células huésped para una posterior clonación o transgénesis. Se trata de una molécula de ADN (plásmido bacteriano, microsoma artificial de levadura o de bacteria) o de un virus defectuoso.
Este fenómeno natural es empleado para utilizar a la bacteria Agrobacterium tumefaciens como vector de los genes que se desean introducir en una célula vegetal, con lo que se transforma dichacélula, la cual puede regenerar por micropropagación, una planta entera, que será transgénica.

Plásmido Ti
El plásmido Ti es replicativo, de doble cadena, circular y de gran tamaño. En él se encuentran genes de virulencia, de síntesis y catabolismo de opinas (como octopina o nopalina) y de síntesis de fitohormonas.
La región que se transfiere a la a la célula huésped, se denomina ADN-T. Enella, se encuentran genes para la síntesis de una o varias auxinas, citoquininas y de opinas. Las auxinas y citoquininas son las responsables de la formación del tumor, por proliferación y crecimiento exagerados de las células vegetales. Las opinas son derivados de aminoácidos, que son los principales nutrientes de Agrobacterium tumefaciens, sirviéndole a la bacteria de fuente de energía,por oxidación aerobia.
La región ADN-T, se encuentra flaqueada por dos secuencias constituidas por repeticiones directas de 23 nucleótidos, (en alguna ocasión 25), que delimitan que zona del plásmido se va a movilizar.
Estas secuencias se denominan borde derecho e izquierdo del ADN-T.
Todo lo ubicado entre ambas, pasará a la célula vegetal.
Los genes de virulencia son los encargados de...