Бактерии-паразиты

Ti и Ri-плазмиды

Взаимодействие с растениями Agrobacterium

Виды Agrobacterium эволюционно родственные клубеньковым бактериям, относящимся к роду Rhizobium, и имеют много общих с ними черт. Однако характер взаимодействия агробактерий с растением имеет весьма своеобразные особенности.

Сайтами связывания на поверхности бактерий, являются молекулы β- глюкана и О- антигенные цепи липосахарида внешней мембраны. Бактерии связываются с рецепторами растения, состоящими из белка и пектина;

Как только бактерии прикрепились к поверхности клеток растения, они начинают образовывать целлюлозные фибриллы. Фибриллы служат более прочному закреплению бактерии на поверхности хозяина и позволяют зацепиться свободно плавающим клеткам бактерий, увеличивая множественность заражения.

Клеточная стенка растения повреждается вследствие выделения бактериями пектолитических ферментов, что обеспечивает плотный контакт бактерий с плазмалеммой растительной клетки. Этот контакт необходим для передачи ДНК от бактерии в растительную клетку. Передача ДНК происходит без нарушения целостности мембраны растительной клетки, но требует определенного ее состояния - компетентности.

Способность Agrobacterium tumefaciens индуцировать у растений образований опухолей типа «корончатого галла» коррелирует с наличием у них Тi- плазмиды (tumor- inducing).

Другой вид Agrobacterium – А. rhizogenes- вызывает заболевание, именуемое «бородатый корень», при котором в зоне повреждения корня образуется масса новых корешков. Патогенность этой бактерии определяется Ri- плазмидой (root- inducing), часть которой тоже переносится в клетку хозяина и встраивается в хромосому.

При контакте с клеткой растения бактерия передает ей часть ДНК плазмиды, так называемую Т-ДНК. Т-ДНК, содержащая гены, необходимые для образования опухоли и синтеза опинов — специфических производных аминокислот, встраивается в хромосому растительной клетки. Т-ДНК содержит также гены, определяющие синтез фитогормонов — ауксина и цитокинина, от соотношения которых зависит морфология образующейся опухоли. В составе Ti-плазмиды бактерии есть, кроме того, гены вирулентности и гены, необходимые для катаболизма опинов. Последние служат бактериям, имеющим соответствующие плазмиды, источниками углерода, азота и энергии.

Описанный случай - пример миграции ДНК прокариот в эукариотическую клетку.

Бактерии, паразитирующие на растениях, называют фитопатогенными. Виды фитопатогенных бактерий известны среди аэробных и факультативно анаэробных грамотрицательных палочек, в их числе бактерии, относящиеся к Pseudomonas, Xanihomonas, Erwinia, Agrobacterium и др., а также среди грамположительных коринеформных бактерий и микоплазм.

Фитопатогенные бактерии, проникшие в растение, обычно умножаются в межклеточном пространстве и в сосудистых пучках. Они вызывают различные гнили, ожоги, пятнистости.

Дата добавления: 2014-01-07