Metodi di trasferimento genico nelle piante

Metodi di trasferimento genico nelle piante

Il primo sistema di trasferimento genico per le piante è stato creato nel 1983, grazie allo studio dell’Agrobacterium tumefaciens, un batterio GRAM- che causa i tumori del colletto e delle radici. L’agente induttore del tumore è il Plasmide Ti (tumor-inducing), cioè geni che si replicano in modo indipendente, di grandi dimensioni e contenenti molti geni implicati nel processo infettivo.
La caratteristica principale del plasmide Ti è che, dopo l’infezione, parte della molecola viene integrata nel DNA cromosomico della pianta, che porta i geni responsabili della anomala crescita tumorale.
I ricercatori hanno costituito dei vettori, derivati dal plasmide Ti, in cui i geni responsabili della comparsa del tumore sono stati eliminati, e al loro posto viene inserito il gene estraneo che si vuole immettere nella pianta. Il plasmide ricombinante viene poi inserito nell’Agrobacterium il quale verrà usato per infettare cellule vegetali in coltura liquida: il T-DNA viene qui integrato con il DNA cromosomico.
I batteri possono poi essere utilizzati anche per infettare dei dischi fogliari, i cui margini in condizioni adeguate vengono facilmente infettati.
Un limite notevole all’utilizzo del plasmide Ti è che solo le Dicotiledoni possono essere infettate in questo modo, le Monocotiledoni presenta difficoltà maggiori.
A oggi anche il batterio Agrobacterium rhizogenes, il cui plasmide induce la formazione di radici (Ri, root-inducing), anziché di tumori.

Vantaggi e svantaggi dell'uso di virus

I vantaggi sono:
-Possibilità di diffusione all’interno dell’intera pianta;
-L’inoculazione anche di poche particelle virali fornisce buoni risultati;
Svantaggi:
-Forti limitazioni legate alle dimensioni dei frammenti da inserire e trasportare, il genoma virale infatti è molto piccolo.
Fino ad oggi l’utilizzo di vettori virali nelle piante non ha prodotto risultati di particolare rilievo.

Bio-balistica

È una tecnica che consiste nel “bombardamento” delle cellule con minuscole sferette di metallo rivestite di DNA. Le palline di tungsteno o di oro, del diametro di 1-2 micrometri, vengono sottoposte ad una accelerazione che permette loro l’attraversamento della parete e della membrana. Una volta nel citoplasma il DNA si integra con i cromosomi della cellula ospite.
Questo metodo è molto utile per le Monocotiledoni.

Elettroporazione

I protoplasti e il DNA esogeno vengono uniti in un’unica soluzione, il miscuglio è poi sottoposto a uno shock elettrico, che produce l’apertura temporanea dei pori della membrana cellulare, attraverso cui le molecole di DNA possono penetrare all’interno della cellula.