Notwendige Veränderungen an Ti-Plasmid (Abbildung)?

das kann ich mir vorstellen, dass du das nicht verstehst. Die Abb. halte ich nur für begrenzt geeignet, es dir näherzubringen.

Erst mal musst du dich erkundigen, was ein Ti-Plasmid ist. Das wird von bestimmten Bakterienstämmen genutzt, um Pflanzenzellen genetisch zu verändern.

Die Pflanze bildet daraufhin sog. Wurzelhalstumore, also wucherndes pflanzliches Gewebe. In diesem pflanzlichen Gewebe werden dann seltene Aminosäureprodukte gebildet, sog. Opine. Diese Opine können nur die Bakterien verstoffwechseln, nicht die Pflanze.

Das Bakterium nutzt die Pflanze also quasi als Nahrungsmittelfabrik für eigene Zwecke und stellt sicher, dass die "Schokolade", die die Pflanze produziert, ihr selbst nicht schmeckt, so dass die Bakterien sie alle alleine essen können 😊

Deswegen heißt das Plasmid Ti-Plasmid, für tumor-indizierendes Plasmid. Schauen wir uns so ein Ti-Plasmid einmal genauer an:

Bildquelle: wikipedia

Das Bakterium verfügt also über die "Technologie", DNA von sich in eine Pflanzenzelle zu übertragen. Darauf waren die Gentechniker natürlich aus. Jetzt ist es wichtig zu wissen, dass dieses Plasmid nicht als Ganzes in die Pflanzenzelle übertragen wird, sondern nur ein Teil von ihm, die sog. T-DNA (transferierte DNA).

Es ist also von maßgeblichem Interesse, welche Informationen auf diesem Teilstück des Ti-Plasmids liegen, denn diese werden nach dem erfolgreichen Transfer der T-DNA in einer Pflanzelle stabil in das pflanzliche Genom integriert. Damit ist der Gentransfer geglückt.

Natürlicherweise liegen, wie man sieht, auf der T-DNA Gene für die Opinsynthese (die "Schokolade") und Gene für die Synthese von Pflanzenhormonen, Auxin und Cytokinin. Indem es die Synthese von Hormonen, unabhängig der pflanzlichen Kontrolle, veranlasst, induziert das Bakterium das Tumorwachstum der Pflanze. Denn bei Anwesenheit dieser Hormone reagiert das pflanzliche Gewebe mit Wachstum, was es sonst nicht machen würde. Das Bakterium täuscht die Pflanze also mit ihren eigenen Mitteln, denn gegen ihre eigenen Hormone kann sich eine Pflanze nicht wehren.

Nun hat man herausgefunden, dass man die Gene der T-DNA zwischen ihren linken und rechten Randsequenzen (linke DNA-Grenze ... rechte DNA-Grenze), das sind eben die für die Hormonsynthese (Auxin, Cytokinin) und die Opinproduktion einfach entfernen und ersetzen kann. Das ist mit "gezähmt" gemeint, denn dann überträgt das Ti-Plasmid eine T-DNA nur noch mit einem anderen ("gewünschten") Fremdgen. Denn ein Tumorwachstum möchte man eigentlich gar nicht auslösen und Opine möchte man auch nicht produzieren lassen, sondern man ist eigentlich nur an diesem Übertragungsapparat interessiert, um mit seiner Hilfe ein Fremdgen in eine Pflanze zu bringen. Um zu schauen, ob das geklappt hat, bringt man zugleich ein pflanzliches Selektorgen mit in die zu transferierende T-DNA, denn wenn sie erfolgreich übertragen wurde, kann man dies später mit Selektion testen.

Deine Abb. zeigt einen Teil des Ti-Plasmids (unten) und herausvergrößert die T-DNA (oben). Indem die Abb. aber verschweigt, wie ein Ti-Plasmid natürlicherweise aufgebaut ist, kann man mit diesen Informationen als Schüler wenig anfangen. LG