Plastid là gì?

Chia sẻ: Nguyễn Thị Phương Anh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

193
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Plastid là gì? Và tại sao hữu ích khi chuyển chúng? Cập nhật: 31/07/2007 Plastid phát triển từ những proplastid là những bào quan nhỏ trong tế bào thực vật. Có nhiều loại plastid như lục lạp (chloroplasts), sắc lạp (chromoplasts), vô sắc lạp (leucoplasts) phát triển từ proplastid và mỗi loại có chức năng khác nhau. Plastid phổ biến nhất được tìm thấy trong tế bào là lục lạp.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Plastid là gì?

Plastid là gì? Và tại sao hữu ích khi chuyển chúng? Cập nhật: 31/07/2007 Plastid phát triển từ những proplastid là những bào quan nhỏ trong tế bào thực vật. Có nhiều loại plastid như lục lạp (chloroplasts), sắc lạp (chromoplasts), vô sắc lạp (leucoplasts) phát triển từ proplastid và mỗi loại có chức năng khác nhau. Plastid phổ biến nhất được tìm thấy trong tế bào là lục lạp. Có thể có hàng trăm lục lạp trong một tế bào. Lục lạp ‘bẫy’ năng lượng mặt trời Chức năng chính của lục lạp sử dụng năng lượng của ánh sáng mặt trời để biến CO2 và nước thành đường để thực vật sử dụng hay dự trữ. Quá trình này gọi là quang tổng hợp. Phần lớn các chức năng của lục lạp do các gen ở trong nhân điều khiển. Bản thân lục lạp có chứa một phân tử DNA dạng vòng mã hóa cho các gen của quá trình quang hợp và các hoạt động khác của lục lạp. Hạt phấn không mang DNA lục lạp Một đặc điểm nổi bật của plastid là genome của nó (DNA dạng vòng) được di truyền theo dòng mẹ ở phần lớn thực vật. Điều này có nghĩa là các hạt phấn (tế bào sinh sản đực) mang những thông tin di truyền
chứa trong nhân mà không chứa trong lục lạp. Hiện tượng này có thể được khai thác trong vấn đề chuyển gen ở thực vật. Một trong những mối quan tâm chính của những người phản đối công nghệ chuyển gen là sự nhiễm những gen được chuyển trong những cây chuyển gen. Người ta cho rằng khó kiểm soát được sự phóng thích các gen mới qua sự phát tán của hạt phấn. Tuy nhiên nếu sử dụng công nghệ chuyển gen vào lục lạp, gen mới này sẽ được chứa trong lục lạp, hạt phấn sẽ được giữ không biến đổi và như thế sẽ không có nguy cơ lan truyền các gen mới qua sự phát tán của hạt phấn. Chuyển gen bằng plastid a/ Hạt phấn không có gen ngoại Trong các cây chuyển gen, gen mới thường được gắn vào DNA của nhân tế bào. Nhưng cũng có những phần khác của tế bào thực vật chẳng hạn như plastid có chứa các gen có khả năng tạo protein. Ở phần lớn các thực vật có hoa plastid không hiện diện trong tế bào hạt phấn. Bằng cách sử dụng các plastid như các thể mang những gen mới có thể giúp cho việc giữ lại thông tin di truyền mới trong cây trồng. Plastid có lẽ có nguồn gốc từ những sinh vật giống như vi khuẩn sống tự do trước đây đã được tế bào thực vật lấy vào trong thời nguyên thủy. Mối quan hệ
là có lợi lẫn nhau: Thí dụ như lục lạp là một nhóm plastid đặc biệt được thực vật sử dụng để biến đổi năng lượng mặt trời. Về phần chúng, tổ tiên của các plastid tìm thấy môi trường bảo vệ trong tế bào thực vật. Chúng vẫn còn giữ lại bộ gen cho chính mình, trong khi những gen của những bào quan khác theo thời gian hợp nhất vào trong nhân của tế bào thực vật. DNA không chỉ hiện diện trong nhân của tế bào thực vật mà còn trong plastid. Nó có hệ thống riêng để chuyển DNA của nó thành protein. DNA trong plastid được biết như là “plastome” Lục lạp là 1 nhóm của plastid. Đây là Về nguyên tắc, DNA lạ có thể nơi diễn ra quá được hợp nhất vào plastome. Để trình quang hợp làm như thế, gen mục tiêu được gắn vào một trình tự gen của plastid. Sử dụng quá trình tái tổ hợp tương đồng, DNA được chuyển sẽ hợp nhất vào plastome. Quá trình này xảy ra Chồi chuyển gen một cách tự nhiên không giống bằng lục lạp được với quá trình xảy ra trong bộ gen của nhân thực vật. Những thực tái sinh vật được biến đổi theo kiểu chuyển gen vào plastid được gọi
là transplastomic. Nói chung, các tế bào hạt phấn của thực vật có hoa không chứa plastid. Nếu một gen ngoại chỉ hiện diện trong plastome thì nó sẽ không bị truyền đi trong quá trình nhân giống. Ngoài vấn đề an toàn, với mong muốn giữ các gen ngoại trong cây chuyển gen, hoạt tính của gen ngoại trong cây chuyển gen được gia tăng cũng là điều rất thú vị. Lý do là số lượng của chúng: có khoảng 100 plastid trong mỗi tế bào, mỗi plastid mang 100 bản copy vật liệu di truyền. Cây chuyển gen mang gen mới trên mỗi copy trong tất cả các plastid. Điều này có nghĩa là sau khi chuyển thành công một gen ngoại lai thì hầu như phân nửa lượng protein trong tế bào là do gen này tạo ra. Mức độ sản xuất này không thể đạt được nếu sử dụng các phương pháp truyền thống. Tuy nhiên việc thực hiện phương pháp này đang
chứng minh là một sự thách thức về mặt công nghệ b/ Sự tái tổ hợp tương đồng của DNA ngoại lai vào plastome Bước 1: DNA ngoại lai (màu đỏ) được gắn vào một trình tự của plastome (gen cấu trúc) Bước 2: Trình tự plastome của gen cấu trúc được đưa vào nhờ những trình tự DNA tương đồng trong plastid Bước 3: DNA ngoại lai hợp nhất vào plastome c/ Chuyển gen ngoại lai vào plastid: các bước đầu tiên Có nhiều cách được sử dụng để đưa gen ngoại lai vào trong tế bào/plastid như chuyển gen sử dụng Agrobacteria, súng bắn gen hoặc vi tiêm. Điều quan trọng là mô được sử dụng phải được chuyển và tái sinh dễ dàng và có chứa plastid, thí dụ như lục lạp.
Mô thích hợp nhất thường được sử dụng là lá, tiểu bào tử (hạt phấn còn non với vách tế bào còn chưa hình thành), phôi non, trụ hạ diệp của cây con. Việc chuyển gen vào các plastid phức tạp hơn chuyển gen vào nhân nhiều vì có đến 10.000 bộ gen của plastid trong mỗi tế bào. Các dòng chuyển gen qua plastid thường bền vững về di truyền chỉ khi tất cả bản sao của plastid đều được biến đổi theo cùng một cách giống nhau. Điều này đạt được qua sự tái sinh được lặp lại ở những điều kiện chọn lọc nào đó. Chuyển gen bằng plastid đã được thực hiện thành công trên cây thuốc lá, khoai tây, cây cải dầu, lúa, Arabidopsis thaliana và Lesquerella fendleri (một loại đậu)… Việc chuyển gen vào Plastid để tạo ra các cây chuyển gen có những thuận lợi và bất lợi như sau: Việc chuyển gen vào plastid làm giảm đi khả  năng phát tán các gen chuyển qua hạt phấn, vì các plastid thường di truyền theo các cây mẹ hơn là theo hạt phấn. Việc chuyển gen và tái sinh cây của những cây  được chuyển gen vào plastid phức tạp về mặt công nghệ. Hiệu suất chuyển gen thấp. Mức độ biểu hiện cao bị giới hạn ở mô lá.