Agrobacterium: características, morfologia e doenças

Agrobacterium é um gênero de bactérias gram-negativas que são conhecidas por sua capacidade de transferir material genético para plantas. Essas bactérias possuem uma morfologia em forma de bastonete, são anaeróbias facultativas e podem viver em ambientes diversos, como solo, água e plantas.

Além disso, Agrobacterium é amplamente estudada devido à sua importância na agricultura, sendo utilizada como uma ferramenta biotecnológica para a modificação genética de plantas. No entanto, algumas espécies de Agrobacterium também são conhecidas por causar doenças em plantas, como tumores em raízes e caules, resultando em prejuízos econômicos para a agricultura. Portanto, compreender as características, morfologia e doenças associadas a Agrobacterium é fundamental para o desenvolvimento de estratégias de controle e manejo dessas bactérias.

Características da transformação genética com Agrobacterium Tumefaciens: uma análise detalhada.

Agrobacterium tumefaciens é uma bactéria gram-negativa que tem a capacidade única de transferir material genético para células de plantas, causando a formação de tumores conhecidos como galhas. Este processo é amplamente utilizado na transformação genética de plantas, permitindo a introdução de genes desejados para conferir características específicas, como resistência a pragas ou tolerância a herbicidas.

Uma das principais características da transformação genética com Agrobacterium tumefaciens é a sua eficiência e especificidade. A bactéria é capaz de integrar o DNA estranho no genoma da planta hospedeira de forma estável, garantindo a expressão do gene inserido ao longo das gerações. Além disso, o processo é altamente seletivo, permitindo a transferência de genes para tecidos vegetais específicos, como os meristemas, onde a transformação genética é mais eficiente.

Outra característica importante é a versatilidade da técnica, que pode ser aplicada em uma ampla variedade de espécies vegetais, desde plantas cultivadas até espécies silvestres. Isso torna a transformação genética com Agrobacterium tumefaciens uma ferramenta poderosa para a pesquisa agrícola e o melhoramento de culturas, contribuindo para o desenvolvimento de plantas mais produtivas, resistentes e sustentáveis.

Em resumo, a transformação genética com Agrobacterium tumefaciens apresenta várias vantagens, como eficiência, especificidade e versatilidade, tornando-a uma técnica essencial para a engenharia genética de plantas. Compreender as características e o funcionamento dessa bactéria é fundamental para explorar todo o potencial da transformação genética na agricultura.

Principais mecanismos de infecção de Roseiras pela Agrobacterium Tumefaciens.

A Agrobacterium tumefaciens é uma bactéria gram-negativa responsável por causar doenças em diversas plantas, incluindo roseiras. O principal mecanismo de infecção dessa bactéria é a transferência de material genético para as células vegetais hospedeiras.

Esse processo de infecção ocorre por meio de um plasmídeo chamado Ti (tumor inducing), que possui genes responsáveis pela produção de fitohormônios e enzimas que promovem o crescimento descontrolado das células vegetais, formando os tumores característicos da doença.

Para que a infecção ocorra, a Agrobacterium tumefaciens utiliza um sistema de secreção tipo IV para injetar o seu material genético no núcleo das células vegetais. Uma vez dentro da célula hospedeira, o plasmídeo Ti se integra ao genoma da planta e começa a induzir o crescimento desordenado das células, levando ao desenvolvimento dos tumores.

Além disso, a bactéria possui mecanismos de regulação que permitem a expressão dos genes do plasmídeo Ti apenas quando ela está em contato com a planta hospedeira. Isso garante que a infecção ocorra de forma eficiente e específica, sem prejudicar a própria bactéria.

Em resumo, a Agrobacterium tumefaciens infecta as roseiras através da transferência do plasmídeo Ti, que induz o crescimento descontrolado das células vegetais, resultando na formação de tumores. Esse mecanismo de infecção é altamente eficiente e específico, tornando essa bactéria uma importante patógeno de plantas em todo o mundo.

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Importância do Agrobacterium sp na agricultura e biotecnologia: conheça suas principais aplicações.

O Agrobacterium sp é uma bactéria do gênero Agrobacterium, conhecida por sua importância na agricultura e biotecnologia. Suas principais aplicações estão relacionadas à capacidade dessa bactéria de transferir material genético para plantas, o que a torna uma ferramenta valiosa para a produção de organismos geneticamente modificados.

Uma das características mais marcantes do Agrobacterium sp é sua morfologia em forma de bacilo, com capacidade de infectar uma ampla variedade de plantas, causando doenças conhecidas como gale e tumores. No entanto, foi justamente essa capacidade de transferência de genes que tornou essa bactéria tão importante na biotecnologia.

Na agricultura, o Agrobacterium sp é utilizado para a produção de plantas transgênicas, que apresentam características desejáveis, como resistência a pragas, herbicidas ou doenças, aumento da produtividade e melhor qualidade dos produtos. Essas plantas modificadas geneticamente têm contribuído significativamente para a segurança alimentar e a sustentabilidade agrícola.

Além disso, o Agrobacterium sp é amplamente utilizado em pesquisas científicas, permitindo a introdução de genes específicos em plantas para estudar sua função e desenvolver novas variedades com características melhoradas. Essa técnica de transformação genética tem revolucionado a agricultura, possibilitando a criação de culturas mais resistentes e adaptadas às condições ambientais adversas.

Em resumo, o Agrobacterium sp desempenha um papel fundamental na agricultura e biotecnologia, sendo essencial para a produção de plantas geneticamente modificadas e o desenvolvimento de novas variedades com características agronômicas superiores. Seu uso tem contribuído para o avanço da ciência e para a melhoria da produção de alimentos, tornando-se uma ferramenta indispensável para o desenvolvimento sustentável do setor agrícola.

Como as plantas podem ser geneticamente modificadas para obter características desejáveis?

As plantas podem ser geneticamente modificadas para obter características desejáveis através de um processo conhecido como transformação genética. Este processo envolve a introdução de genes específicos em uma planta, a fim de conferir-lhe características vantajosas, como resistência a pragas ou doenças, maior produtividade ou melhor qualidade nutricional.

Uma das técnicas mais comuns de transformação genética de plantas envolve o uso de Agrobacterium, uma bactéria naturalmente capaz de transferir material genético para as células das plantas. O Agrobacterium possui um plasmídeo chamado T-DNA, que contém genes que podem ser inseridos no genoma da planta hospedeira.

Para realizar a transformação genética utilizando Agrobacterium, primeiro é necessário selecionar os genes desejados e inseri-los no T-DNA do Agrobacterium. Em seguida, as plantas a serem modificadas são infectadas com a bactéria, que irá transferir os genes para o genoma das células vegetais. Uma vez que os genes são integrados com sucesso, as plantas modificadas passam a expressar as características desejadas.

O uso de Agrobacterium para a transformação genética de plantas apresenta diversas vantagens, como a capacidade de transferir múltiplos genes de uma só vez e a baixa taxa de mutações indesejadas. No entanto, é importante ressaltar que é necessário um rigoroso controle de biossegurança para evitar a disseminação de plantas geneticamente modificadas no meio ambiente.

Em resumo, a utilização de Agrobacterium para a modificação genética de plantas permite a obtenção de características desejáveis de forma eficiente e precisa, contribuindo para o desenvolvimento de culturas mais resistentes, produtivas e nutritivas.

Agrobacterium: características, morfologia e doenças

Agrobacterium é um gênero de bactérias Gram-negativas capazes de causar doenças nas plantas através da transferência de DNA . A transferência de DNA permite a modificação da planta receptora para permitir a expressão da informação genética das bactérias. Por esse motivo, as bactérias desse gênero são às vezes chamadas de “os engenheiros genéticos da natureza”.

Atualmente, o gênero Agrobacterium é considerado inválido e as espécies que o continham foram realocadas, principalmente, no gênero Rhizobium. O último gênero foi originalmente construído para conter bactérias endossimbiontes de plantas. Essas bactérias ajudam na fixação de nitrogênio pelas plantas associadas, principalmente leguminosas.

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Mecanismo de transmissão de informação genética de Agrobacterium. Retirado de commons.wikimedia.org

Caracteristicas

Eles não formam esporos, são Gram-negativos, aeróbicos. Eles produzem reação ácida na presença de manitol. Eles não produzem ácido ou gás no meio glicose-peptona.

Eles são capazes de induzir a auto-proliferação de tumores nas plantas. Essa capacidade é devida à transferência genética de uma pequena região de DNA transportada nos genes indutor de tumor (Ti) ou indutor de raiz (Ri).

As espécies de Agrobacterium invadem através de feridas, coroa, raízes e caules de muitos dicotiledôneas e algumas plantas de gimnospermas. A transferência genética resulta na expressão na planta receptora de propriedades particulares das bactérias.

Morfologia

As bactérias deste gênero têm a forma de pequenos bastões curtos (0,5-1,0 x 1,2-3,0 μm). Eles são móveis devido à presença de 1-4 flagelos localizados lateralmente. Se eles tiverem um único flagelo, sua fixação pode ser lateral ou polar.

Taxonomia e sistemática

O gênero Agrobacterium foi proposto por Conn (1942) para incluir duas espécies patogênicas previamente atribuídas a Phytomonas : A. tumefaciens e A. rhizogenes e uma espécie não patogênica, A. radiobacter .

Posteriormente, as espécies Agrobacterium rubi, A. vitis e A. larrymoorei foram adicionadas devido à sua capacidade de causar doenças nas plantas.

Estudos genéticos de várias espécies de Agrobacterium mostraram que a capacidade de produzir doenças de A. tumefaciens (produtor de tumores) ou A. rhizogenes (produtor de raízes) poderia ser transferida entre cepas de Agrobacterium ou perdida. Posteriormente, foi demonstrado que essa capacidade de produzir doenças provém da transferência de plasmídeos.

As espécies de Agrobacterium e Rhizobium são muito semelhantes entre si. A única diferença sistemática registrada entre esses gêneros é sua interação patogênica, no caso de Agrobacterium, ou simbiótica (as do gênero Rhizobium ) com plantas.

Isso e o fato de a capacidade do Agrobacterium de produzir doenças poder ser perdida ou transferida levaram muitos autores a vincular ambos os sexos em um ( Rhizobium ).

Doenças que causa

As espécies de Agrobacterium podem ter uma alta capacidade de produzir doenças nas plantas. Eles produzem dois tipos principais de doenças.

Agrobacterium tumefaciens (atualmente Rhizobium radiobacter ) produz tumores ou brânquias nas raízes e no tronco de inúmeras espécies de plantas gimnospermas, monocotiledôneas e dicotiledôneas, incluindo pelo menos 40 espécies de interesse comercial.

Enquanto isso, Agrobacterium rhizogenes (atualmente Rhizobium rhizogenes ) causa crescimento incomum de raízes em algumas plantas dicotiledôneas (raiz peluda ou doença das raízes peludas).

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Doença de brânquias. Retirado de commons.wikimedia.org

Formas de contágio

A disseminação de doenças pode ocorrer tanto em solos com cepas patogênicas quanto na disseminação de material contaminado. Para que as cepas tenham capacidade de produzir doenças, elas devem possuir plasmídeos específicos. Esses plasmídeos são chamados de plasmídeos Ti (indutores de tumor) ou plasmídeos Ri (indutores de crescimento radicular).

Durante o processo de infecção, um segmento do plasmídeo Ti ou Ri, chamado T-DNA (DNA de transferência) é transportado da bactéria para a planta receptora.

O DNA T da bactéria penetra no núcleo das células da planta e integra-se ao DNA da planta. Como resultado, as células vegetais são geneticamente transformadas, o que permite a expressão de informações genéticas do DNA-T da bactéria. A expressão do DNA bacteriano leva ao crescimento do tumor ou ao enraizamento anormal.

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Os tumores ou brânquias produzidos por A. tumefaciens em alguns casos não têm efeitos prejudiciais nas plantas. Em outros casos, podem causar crescimento reduzido e até a morte da planta infectada.

Esta doença proliferou nos últimos anos devido à troca e comercialização de plantas com a doença, mas sem sinais visíveis dela.

O efeito da doença das raízes peludas na planta infectada é pouco conhecido. Alguns autores mostraram que a formação de raízes secundárias induzidas por A. rhizogenes pode ter efeitos benéficos na planta infectada.

Tratamento

O tratamento da doença branquial deve ser preventivo. Em caso de infecção, o desenvolvimento da doença às vezes progride, independentemente da presença das bactérias causadoras da doença.

A aplicação de produtos contra bactérias feitas de cobre e soda cáustica pode reduzir as populações de A. tumefaciens na superfície das plantas. Outro mecanismo de tratamento preventivo é a aplicação de cepas não patogênicas das bactérias que competem com as cepas patogênicas.

Para o tratamento curativo da doença da vesícula biliar, podem ser utilizados compostos químicos à base de creosote, soluções à base de cobre e oxidantes fortes.

Como não há evidências dos efeitos nocivos da doença das raízes peludas na planta infectada, não há tratamento específico contra ela.

Patogenicidade em humanos

Embora o Agrobacterium seja conhecido principalmente por ser patogênico para as plantas, ele pode eventualmente afetar os seres humanos. Nos seres humanos, eles o consideram um organismo contaminante ou com baixa capacidade de produzir doenças.

No entanto, A. tumefaciens pode ser responsável por infecções hospitalares em pacientes com sistema imunológico enfraquecido. Entre as doenças causadas por esta bactéria estão infecções associadas a cateteres venosos centrais, peritonite, infecções no sangue, inflamação do endocárdio, inflamação da vesícula biliar e infecções do trato urinário.

Agrobacterium pode ser resistente a vários antibióticos, incluindo cotrimoxazol e tetraciclina. A única terapia bem-sucedida até o momento é a cefotaxima para o tratamento da inflamação da vesícula biliar.

Agrobacterium e seus usos em biotecnologia

A capacidade do Agrobacterium de transferir genes para plantas e fungos tem sido usada como uma ferramenta de engenharia genética para fazer melhorias genéticas nas plantas.

No entanto, essa capacidade de transformar organismos hospedeiros não se restringe às plantas. Muitos outros organismos eucarióticos e até procarióticos podem ser manipulados em condições de laboratório para serem transformados geneticamente pelo Agrobacterium .

Muitas espécies de leveduras e fungos foram transformadas em laboratório usando Agrobacterium . Os pesquisadores também conseguiram a transformação de algas, células de mamíferos e a bactéria Gram-positiva Streptomyces lividans .

Referências

  1. Agrobacterium . Na Wikipedia Retirado em 13 de setembro de 2018 de wikipedia.org.
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