Hauptunterschied – Ti vs Ri Plasmid

Agrobacterium-Arten sind Pflanzenpathogene, die bei höheren Pflanzen verschiedene Krankheiten auslösen. Ti (Tumor-induzierend) und Ri (Wurzel-induzierend)-Plasmide sind zwei Arten von natürlichen Plasmiden, die von Agrobacterium-Spezies produziert werden. Ti-Plasmide werden von Agrobacterium tumefaciens produziert, während Ri-Plasmide von Agrobacterium rhizogenes produziert werden. Sowohl Ti- als auch Ri-Plasmide bestehen aus einem Teil der Plasmid-DNA, der sogenannten T-DNA, die mit Hilfe von Virulenz-(vir)-Genen in das Pflanzengenom transferiert wird. Die Hauptunterschied zwischen Ti- und Ri-Plasmid ist das Ti-Plasmid induziert Tumor/Kronengalle in Dikotyledonen, während Ri-Plasmid behaarte Wurzeln induziert. Aufgrund ihrer Fähigkeit, Pflanzen zu infizieren, werden sowohl Ti- als auch Ri-Plasmide häufig als Vektoren verwendet, um transgene Pflanzen herzustellen.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist Ti-Plasmid? – Definition, Struktur, Vektorproduktion 2. Was ist Ri-Plasmid? – Definition, Struktur, Vektorbildung 3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Ti- und Ri-Plasmid? – Überblick über die gemeinsamen Funktionen 4. Was ist der Unterschied zwischen Ti- und Ri-Plasmid? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Agrobakterien-Spezies, Gentechnik, Haarwurzeln, Ri-Plasmid (pRi), T-DNA, Ti-Plasmid (pTi), Tumor, vir Gene

Was ist Ti-Plasmid?

Ti-Plasmid bezieht sich auf einen Plasmidtyp, der es Agrobacterium tumefaciens ermöglicht, Pflanzen zu infizieren, wodurch ein Tumor/Kronengallentumor entsteht. Somit besteht das Ti-Plasmid sowohl aus tumorbildenden als auch aus Virulenz(vir)-Genen. Die vir-Gene sind für den Transfer von T-DNA, die die tumorbildenden Gene enthält, in das Pflanzengenom durch Exzision und Integration verantwortlich. Ein typisches Ti-Plasmid besteht aus vier Regionen: Region A (T-DNA verantwortlich für die Tumorbildung), Region B (verantwortlich für die Replikation), Region C (verantwortlich für die Konjugation) und Region D (verantwortlich für Virulenz). Die Gene in der T-DNA-Region steuern die Produktion von Pflanzenwachstumshormonen (Auxin und Agropin) und induzieren die Proliferation der infizierten Pflanzenzellen. Beide Enden der T-DNA-Region werden von einer Grenzsequenz flankiert, die direkte Sequenzwiederholungen von 24 Basenpaaren enthält. Nur der richtige Rand ist für den T-DNA-Transfer unverzichtbar. Die Struktur des Ti-Plasmids ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Ti-Plasmid

Bei der Agrobacterium-vermittelten Transformation von Genen wird der Vektor basierend auf dem Ti-Plasmid entworfen. Der Vektor besteht aus T-DNA-Grenzsequenzen, den vir-Genen und der modifizierten T-DNA-Region. Bei der Modifikation der T-DNA-Region werden die für die Tumorentstehung verantwortlichen Gene entfernt und durch die zu transformierenden Fremdgene ersetzt.

Was ist Ri-Plasmid?

Ri-Plasmid bezieht sich auf einen Plasmidtyp, der es Agrobacterium rhizogenes ermöglicht, Höschenzellen durch Produktion von Haarwurzeln zu infizieren. Es besteht aus zwei T-DNA-Fragmenten, die als Tr-DNA und T1-DNA bekannt sind. Beide Fragmente sind durch ein 15-kb-DNA-Segment getrennt. Die Tr-DNA ähnelt der T-DNA-Region des Ti-Plasmids und enthält Gene, die die Produktion von Wachstumshormonen induzieren. Die T1-DNA-Region besteht aus vier Genen: rolA (verantwortlich für die Bildung von Haarwurzeln), rolB (induziert Wurzelinitiation und Kallusbildung), rolC (fördert das Wurzelwachstum) und rolD (unterdrückt das Kalluswachstum). Die Transformation der T-DNA wird durch die vir-Gene induziert. Die Bildung von Haarwurzeln durch Agrobacterium rhizogenes ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Behaarte Wurzeln

Ti-Plasmide werden in der Gentechnik meist durch Ri-Plasmide ersetzt.

Ähnlichkeiten zwischen Ti- und Ri-Plasmid

Unterschied zwischen Ti- und Ri-Plasmid

Definition

Ti-Plasmid: Ti-Plasmid ist ein Plasmidtyp, der es den Bakterien ermöglicht, Pflanzen zu infizieren und einen Tumor/Kronengallentumor zu erzeugen.

Ri-Plasmid: Ri-Plasmid ist ein Plasmidtyp, der es Bakterien ermöglicht, Pflanzenzellen zu infizieren, indem sie behaarte Wurzeln produzieren.

Art der Agrobacterium-Spezies

Ti-Plasmid: Ti-Plasmid wird von Agrobacterium tumefaciens produziert.

Ri-Plasmid: Das Ri-Plasmid wird von Agrobacterium rhizogenes produziert.

Größe

Ti-Plasmid: Die Größe des Ti-Plasmids beträgt 180-205 kb.

Ri-Plasmid: Die Größe des Ri-Plasmids beträgt 250 kb.

Art der Krankheit

Ti-Plasmid: Ti-Plasmid induziert die Bildung von Kronengalle/Tumor.

Ri-Plasmid: Ri-Plasmid induziert die Bildung von Haarwurzeln.

Art des Studiums

Ti-Plasmid: Ti-Plasmide werden im Vergleich zu Ri-Plasmiden weniger untersucht.

Ri-Plasmid: Ri-Plasmide sind gut untersucht.

Abschluss

Ti-Plasmid und Ri-Plasmid sind zwei Arten von Plasmiden, die in verschiedenen Agrobacterium-Spezies vorkommen. Sowohl Ti-Plasmide als auch Ri-Plasmide bestehen aus T-DNA- und vir-Genen. Ti-Plasmide können in Agrobacterium tumefaciens gefunden werden, das die Bildung von Kronengallentumoren induziert. Ri-Plasmide können in Agrobacterium rhizogenes gefunden werden, das die Bildung von Haarwurzeln induziert. Der Hauptunterschied zwischen Ti- und Ri-Plasmiden besteht in der Art der Krankheit, die durch jede Art von Plasmiden verursacht wird.

Referenz:

1. „Vortrag 26: Ti- und Ri-Plasmide.“ NPTEL, IIT Guwahati, hier verfügbar.2.Haneef, Deena T Kochunni Jazir. „Agrobacterium rhizhogenes und Ri-Plasmid.“ Hier verfügbar.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Ti-Plasmid“ von Mouagip – Eigene Arbeit (CC0) über Commons Wikimedia2. „Agrobacterium rhizogenes“ Von FruitDefendu – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia