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.

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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.

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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.

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.

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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.
  2. T. Tzfira, V. Citovsky, Eds (2008). Agrobacterium : Da Biologia à Biotecnologia. Springer, Nova Iorque. 1-735.
  3. R. Caim (1988). Um caso de septicemia causada por Agrobacterium radiobacter . O Jornal de Infecção.
  4. M. Hulse, S. Johnson, P. Ferrieri (1993). Infecções por Agrobacterium em humanos: experiência em um hospital e revisão. Doenças Infecciosas Clínicas.
  5. A. Ziemienowicz (2001). Odisséia do Agrobacterium T-DNA. Lei Biochimica Polonica.
  6. H. Hwang, SB Gelvin, EM Lai (2015). Editorial: “ Biologia de Agrobacterium e sua aplicação na produção de plantas transgênicas” Frontiers in Plant Science.
  7. W. Nester (2015). Agrobacterium : engenheiro genético da natureza. Fronteiras em Ciência das Plantas.

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