Agrobacterium et plasmide Ti 1

Note. Ce document ne traite pas des séquences de Ti qui déterminent le chimiotactisme des bactéries vers les cellules végétales.

Voir par exemple http://plantcellbiology.masters.grkraj.org/html/Genetic_Engineering4D-Transformation-Plant_Cells.htm

Le Transfert de l'ADN-T, la transformation d'une cellule hôte, les conséquences

Le plasmide Ti est un ADN double brin circulaire. Sa taille est de 190 kpb (ce qui est élevé). La région de Ti transmise à la cellule hôte est appelée ADN-T.

La région ADN-T du plasmide Ti est bordée de 2 séquences répétées (LB et RB, left et right border) servant de sites de reconnaissance pour une endonucléase spécifique qui n'hydrolyse qu'un des 2 brins d'ADN. Puis un processus d'excision-réparation aboutit à l'expulsion d'un fragment ADN simple brin pris en charge par des protéines SSB (single strand binding) tandis que le plasmide Ti est remis sous forme circulaire double brin

L'ADN monobrin (de séquence région ADN-T) est transféré dans une cellule végétale et est intégré à l'ADN nucléaire (insertion au hasard). Les évènements et mécanismes du tranfert et de l'intégration ne sont pas exposés dans cette page. Voir par exemple des détails à http://plantcellbiology.masters.grkraj.org/html/Genetic_Engineering4D-Transformation-Plant_Cells.htm

Remarques : L'endonucléase réalisant les 2 coupures simple brin à l'origine du fragment simple brin exporté est codée par les gènes VirD1 et D2 du plasmide Ti. Les protéines SSB qui se lient au monobrin exporté sont codées par le gène VirE du plasmide ...

Ci-dessous un joli schéma issu de Stanton B. Gelvin, Nature 433, 583-584(10 February 2005):

transfert dd'ADN-T d'agrobacterium vers une cellule végétale

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L'ADN-T une fois intégré dans le génome d'une cellule végétale va être exprimé et conduire à :

L'ADN-T code des enzymes de biosynthèse d'auxine et de cytokinine. Chez les plantes, c'est le rapport auxine/cytokinine qui détermine la prolifération et la différenciation cellulaire. Le rapport auxine/cytokinine généré par l'expression de l'ADN-T chez les plantes dicotylédones déclenche la prolifération cellulaire : c'est la tumorisation. En effet, l'ADN-T est transmis aux cellules filles après mitose !
L'ADN-T code les enzymes de la biosynthèse de composés azotés particuliers appelés opines (nopaline ou octopine). Les opines sont exportées par les cellules végétales tumorisées et servent de source de C et d'N et d'énergie pour les bactéries Agrobacterium. Les gènes qui codent les enzymes permettant de cataboliser les opines sont codés par les régions du plasmide Ti non transmises !! Et les autres bactéries du sol ne catabolisent généralement pas les opines !! Les Agrobacterium tirent ainsi "bénéfice" du transfert de l'ADN-T.

La figure ci-dessous présente, à titre d'exemple, la synthèse d'une opine particulière, l'octopine.

On peut désormais tout résumer en un schéma légendé du plasmide Ti

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