Ti 플라스미드

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Ti 플라스미드

[ Ti plasmid ]

Ti 플라스미드는 아그로박테륨(Agrobacterium tumefaciens)에 들어있는 플라스미드의 하나로, 이 토양미생물이 식물에 근두암종양(crown gall tumor)을 형성하게 하는 기능을 한다. 이 플라스미드는 28도 이상의 온도에서 쉽게 손실되며, 이를 손실한 아그로박테륨은 병원성을 상실한다. Ti 플라스미드는 식물로 전이되는 T-DNA 부위, 전이를 돕는 virulence 부위, 오파인을 분해하는 부위, 그리고 프라스미드의 복제에 필요한 부위 등으로 구성되어 있다.

Ti-플라스미드의 구조 (출처:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ti_plasmid.svg)

VirA는 막단백질로 상처난 식물조직에서 흘러나온 페놀화합물인 아세토시린곤(acetosyringone), 시린게알데히드(syringealdehyde), 아세토바닐론(acetovanillone) 등의 물질에 반응하는 수용체(receptor)로 virG 단백질을 인산화시킨다.
인산화된 VirG 단백질은 다른 vir 유전자의 발현을 활성화시키는 전사인자(transcription factor)이다.
VirD1과 VirD2 단백질은 T-DNA 경계 부분을 잘라서 한 가닥(T-가닥)의 DNA를 Ti 플라스미드로부터 분리해 내는 역할을 한다. 잘려진 T-가닥 DNA의 5’ 끝에 VirD2 단백질이 공유결합한 후 T-DNA 가닥을 식물로 이동시키는 역할을 한다.
VirE2 단백질은 T-가닥에 붙어서 식물세포에서 T-DNA를 보호하는 역할을 한다. 또한 지방과 결합하여 T-DNA가 핵으로 이동하도록 돕는다.
VirC 단백질은 T-DNA와 함께 식물세포로 들어가서 식물 염색체의 DNA를 자르고 T-DNA가 삽입되도록 한다.

T-DNA 부위

T-DNA 부위는 식물로 전이되는 부위로, 감염된 조직이 빠르게 증식하게 하는 식물호르몬을 생합성하는 유전자와 세포 밖으로 분비되어 박테리아가 사용하는 오피인을 생합성하는 유전자가 들어 있다.

옥신 생합성 유전자: IAM 경로를 통해 식물호르몬인 인돌아세트산(indole-3-acetic acid)을 생합성하는 유전자가 들어있다. 이 경로는 대부분의 식물에서는 사용하지 않는 경로이다.
사이토키닌 생합성 유전자
오파인 생합성 유전자: 전이된 T-DNA에 들어 있는 오파인 생합성 유전자는 특이한 구조의 아미노산 종류인 오파인을 만드는데, 식물을 이를 분해하여 사용할 수 있는 기능이 없고, Ti 플라스미드를 가진 아그로박테륨만 이를 분해하여 질소원으로 사용할 수 있다.¹⁾

Ti 플라스미드 서열 분석

두 종류의 노팔린 타입 Ti 플라스미드 서열이 분석되었다. 체리 아그로박테륨 C58에 들어 있는 pC58 서열이 먼저 분석되었으며, 그 후 pTi-SAKURA가 분석되었다. pC58 플라스미드는 206,479 뉴클레오티드를 갖고 있으며, 196 유전자가 들어 있고, 그 중 195 유전자는 단백질을 전사하고 한 유전자는 RNA를 만든다.²⁾

참고문헌

1. Zupan J, Muth TR, Draper O 등 (2000) The transfer of DNA from Agrobacterium tumefaciens into plants: a feast of fundamental insights'. Plant J. 23: 11–28. doi:. PMID .
2. Goodner B, Hinkle G, Gattung S 등 (2001) Genome Sequence of the Plant Pathogen and Biotechnology Agent Agrobacterium tumefaciens C58'. Science 294: 2323–2328

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