Un sistema binario de transferencia de ADN ( T-ADN ) es un par de plásmidos que consta de un vector binario de T-ADN y un plásmido vir helper . [1] [2] Los dos plásmidos se utilizan juntos (por lo tanto, binarios [2] [3] ) para producir plantas modificadas genéticamente . Son vectores artificiales que se han derivado del plásmido Ti natural que se encuentra en especies bacterianas del género Agrobacterium , como A. tumefaciens . El vector binario es un vector lanzadera , así llamado porque es capaz de replicarse en múltiples hospedadores (por ejemplo, Escherichia coli y Agrobacterium ).
Los sistemas en los que los genes T-DNA y vir se encuentran en replicones separados se denominan sistemas binarios T-DNA. El ADN-T se encuentra en el vector binario (la región que no es del ADN-T de este vector que contiene orígenes de replicación que podrían funcionar tanto en E. coli como en Agrobacterium , y genes de resistencia a antibióticos utilizados para seleccionar la presencia del vector binario en bacterias, se conoció como secuencias de la columna vertebral del vector). El replicón que contiene los genes vir se conoció como el plásmido vir helper. El plásmido vir helper se considera desarmado si no contiene oncogenes que puedan transferirse a una planta.
Componentes del sistema binario
Vector binario de T-DNA
Hay varios vectores binarios que se replican en Agrobacterium y pueden usarse para el suministro de T-ADN de Agrobacterium a las células vegetales. La porción de T-ADN del vector binario está flanqueada por secuencias de borde izquierdo y derecho y puede incluir un transgén así como un marcador seleccionable de plantas . Fuera del ADN-T, el vector binario también contiene un marcador seleccionable bacteriano y un origen de replicación (ori) para las bacterias. [4]
A continuación se enumeran series representativas de vectores binarios.
Serie | Vector | Año | Adhesión a GenBank | Tamaño (bp) | Replicación autónoma en Agrobacterium | Referencia |
---|---|---|---|---|---|---|
pBIN | pBIN19 | 1984 | U09365 | 11777 | sí | [5] |
pPVP | pPZP200 | 1994 | U10460 | 6741 | sí | [6] |
tarjeta de circuito impreso | pCB301 | 1999 | AF139061 | 3574 | sí | [7] |
pCAMBIA | pCAMBIA-1300 | 2000 | AF234296 | 8958 | sí | [8] |
pGreen | pGreen0000 | 2000 | AJ007829 | 3228 | No | [9] |
pLSU | pLSU-1 | 2012 | HQ608521 | 4566 | sí | [10] |
pLX | pLX-B2 | 2017 | KY825137 | 3287 | sí | [11] |
Plásmido vir helper
El plásmido vir helper contiene los genes vir que se originaron a partir del plásmido Ti de Agrobacterium . Estos genes codifican una serie de proteínas que cortan el vector binario en las secuencias del borde izquierdo y derecho, y facilitan la transferencia e integración de T-DNA a las células y genomas de la planta, respectivamente. [4]
Se han informado varios plásmidos vir helper, [12] y las cepas comunes de Agrobacterium que incluyen plásmidos vir helper son:
- EHA101
- EHA105
- AGL-1
- LBA4404
- GV2260
Desarrollo de vectores binarios de T-DNA
El vector pBIN19 se desarrolló en la década de 1980 y es uno de los primeros y más utilizados vectores binarios. El vector pGreen, que se desarrolló en 2000, es una versión más nueva del vector binario que permite elegir entre promotores, marcadores seleccionables y genes indicadores. Otra característica distintiva de pGreen es su gran reducción de tamaño (de aproximadamente 11,7 kbp a 4,6 kbp) de pBIN19, aumentando así su eficiencia de transformación . [13]
Junto con una mayor eficiencia de transformación, pGreen ha sido diseñado para garantizar la integridad de la transformación. Tanto pBIN19 como pGreen suelen utilizar el mismo marcador seleccionable nptII , pero pBIN19 tiene el marcador seleccionable junto al borde derecho, mientras que pGreen lo tiene cerca del borde izquierdo. Debido a una diferencia de polaridad en los bordes izquierdo y derecho, el borde derecho del ADN-T entra primero en la planta huésped. Si el productor seleccionable está cerca del borde derecho (como es el caso de pBIN19) y el proceso de transformación se interrumpe, la planta resultante puede tener expresión de un marcador seleccionable pero no contener T-DNA dando un falso positivo. El vector pGreen tiene el marcador seleccionable que ingresa al anfitrión en último lugar (debido a su ubicación junto al borde izquierdo), por lo que cualquier expresión del marcador resultará en una integración transgénica completa. [4]
Los vectores basados en pGreen no son autónomos y no se replicarán en Agrobacterium si pSoup no está presente. Las series de pequeños vectores binarios que se replican de forma autónoma en E. coli y Agrobacterium incluyen:
- pCB [7]
- pLSU [10]
- pLX [11]
Referencias
- ^ Lee LY, Gelvin SB (febrero de 2008). "Sistemas y vectores binarios de T-DNA" . Fisiología vegetal . 146 (2): 325–32. doi : 10.1104 / pp.107.113001 . PMC 2245830 . PMID 18250230 .
- ^ a b Hoekema A, Hirsch PR, Hooykaas PJ, Schilperoort RA (mayo de 1983). "Una estrategia de vector de planta binaria basada en la separación de vir - y región T del plásmido Ti de Agrobacterium tumefaciens ". Naturaleza . 303 (5913): 179–180. Código Bibliográfico : 1983Natur.303..179H . doi : 10.1038 / 303179a0 . S2CID 4343344 .
- ^ "Como recuerdo, el" binario "se refiere a que la función de interés se divide en dos partes codificadas por dos plásmidos separados en lugar de dos huéspedes bacterianos: usamos el término" vectores lanzadera "para referirnos a la propiedad del huésped múltiple". (PR Hirsch, comunicación personal a T. Toal, 27 de febrero de 2013)
- ^ a b c Slater A, Scott N, Fowler M (2008). Biotecnología vegetal la manipulación genética de plantas . Nueva York: Oxford University Press Inc.
- ^ Bevan M (noviembre de 1984). "Vectores binarios de Agrobacterium para la transformación de plantas" . Investigación de ácidos nucleicos . 12 (22): 8711–21. doi : 10.1093 / nar / 12.22.8711 . PMC 320409 . PMID 6095209 .
- ^ Hajdukiewicz P, Svab Z, Maliga P (septiembre de 1994). "La pequeña y versátil familia pPZP de vectores binarios de Agrobacterium para la transformación de plantas". Biología Molecular Vegetal . 25 (6): 989–94. doi : 10.1007 / BF00014672 . PMID 7919218 . S2CID 9877624 .
- ^ a b Xiang C, Han P, Lutziger I, Wang K, Oliver DJ (julio de 1999). "Una mini serie de vectores binarios para la transformación de plantas". Biología Molecular Vegetal . 40 (4): 711–7. doi : 10.1023 / a: 1006201910593 . PMID 10480394 .
- ^ "Lista de vectores pCAMBIA heredados - Cambia" . Consultado el 10 de agosto de 2020 .
- ^ Hellens RP, Edwards EA, Leyland NR, Bean S, Mullineaux PM (abril de 2000). "pGreen: un vector Ti binario versátil y flexible para la transformación de plantas mediada por Agrobacterium". Biología Molecular Vegetal . 42 (6): 819–32. doi : 10.1023 / a: 1006496308160 . PMID 10890530 .
- ^ a b Lee S, Su G, Lasserre E, Aghazadeh MA, Murai N (mayo de 2012). "Pequeños vectores de Ti binarios de alto rendimiento pLSU con replicones codireccionales para la transformación de plantas superiores mediada por Agrobacterium tumefaciens". Ciencia de las plantas . 187 : 49–58. doi : 10.1016 / j.plantsci.2012.01.012 . PMID 22404832 .
- ^ a b Pasin F, Bedoya LC, Bernabé-Orts JM, Gallo A, Simón-Mateo C, Orzaez D, García JA (octubre de 2017). "Entrega múltiple de T-DNA a plantas utilizando nuevos vectores mini binarios con orígenes de replicación compatibles". Biología sintética ACS . 6 (10): 1962–1968. doi : 10.1021 / acssynbio.6b00354 . PMID 28657330 .
- ^ Hellens R, Mullineaux P, Klee H (octubre de 2000). "Enfoque técnico: una guía para los vectores Ti binarios de Agrobacterium". Tendencias en ciencia de las plantas . 5 (10): 446–51. doi : 10.1016 / s1360-1385 (00) 01740-4 . PMID 11044722 .
- ^ "pGreen en la Web" . www.pgreen.ac.uk .