Il T-DNA o trasferimento del DNA, è la regione del DNA trasferito alla pianta a seguito di infezione da batteri patogeni vegetali, Agrobacterium tumefaciens o Agrobacterium rhizogenes che sono responsabili del fiele del collare.
Il T-DNA è contenuto nel plasmide Ti (e -Ri), durante l'infezione di ferite da Agrobacterium , il T-DNA verrà iniettato nella pianta e si integrerà nel genoma nucleare delle cellule vegetali. I geni trasportati dal T-DNA vengono quindi espressi e portano ad una moltiplicazione anarchica delle cellule vegetali, con conseguente formazione di tumori (crown gall).
T-DNA, comprende 20 Kb e codifica enzimi permettendo la sintesi di opine e fitormoni permettendo la riprogrammazione delle cellule vegetali in tumori. Il T-DNA è delimitato da due ripetizioni (ripetizione) di 25 basi che consentono l'inizio e la fine del suo trasferimento.
La trasformazione delle cellule vegetali da parte del T-DNA (tramite Agrobacterium tumefaciens ) è molto utilizzata. Le regioni codificanti degli enzimi contenuti nel T-DNA possono essere sostituite da una sequenza di interesse che può così essere stabilmente inserita nel genoma della pianta. Questo utilizzo permette la creazione di una pianta transgenica .
Il T-DNA può anche essere utilizzato per generare inserimenti casuali nei genomi delle piante, al fine di ottenere mutazioni geniche. Si tratta di un metodo ampiamente utilizzato in particolare per studiare la pianta modello Arabidopsis thaliana ( database T-DNA ).
Il trasferimento del T- DNA a base di agrobatteri è ampiamente utilizzato come strumento in biotecnologia . Per più di due decenni, l' Agrobacterium tumefaciens è stato sfruttato per introdurre geni nelle piante per la ricerca di base e per la produzione commerciale di colture transgeniche . In ingegneria genetica , i geni tumore-promozione e opinare-sintesi vengono rimossi dal T-DNA e sostituito con un gene di interesse e / o un marcatore di selezione, che è necessario stabilire che le piante sono stati trasformati con successo. Esempi di marcatori di selezione includono neomicina fosfotransferasi, igromicina B fosfotransferasi (che fosforila gli antibiotici) e fosfinotricina acetiltransferasi (che acetila e disattiva la fosfinotricina , un potente inibitore della glutammina sintetasi ) o formulazioni di erbicida come Basta o bialaphos. Un altro sistema di selezione che può essere impiegato è l'uso di marker metabolici come la fosfo-mannosio isomerasi. L'agrobacterium viene quindi utilizzato come vettore per trasferire il T-DNA ingegnerizzato nelle cellule vegetali dove si integra nel genoma della pianta. Questo metodo può essere utilizzato per generare piante transgeniche che trasportano un gene estraneo. Agrobacterium tumefaciens è in grado di trasferire efficacemente DNA estraneo a piante monocotiledoni e dicotiledoni tenendo conto di fattori critici come genotipo vegetale, tipi ed età dei tessuti inoculati, tipo di vettori, ceppi di Agrobacterium , geni marcatori di selezione e agenti selettivi e vari tessuti condizioni di coltura.
La stessa procedura di trasferimento del T-DNA può essere utilizzata per interrompere i geni mediante mutagenesi inserzionale. Non solo la sequenza del T-DNA inserita crea una mutazione, ma il suo inserimento "contrassegna" anche un gene affetto, consentendone così l'isolamento come sequenza del fianco del T-DNA. Un gene reporter può essere collegato all'estremità destra del T-DNA per essere trasformato con un plasmide replicone e un gene di resistenza agli antibiotici (come l' igromicina ) selezionabile e può rappresentare circa il 30% dell'efficienza media di successo. -DNA che induce fusioni geniche in Arabidopsis thaliana.
La genetica inversa consiste nel testare la presunta funzione di un gene noto nella disgregazione, ricercando poi l'effetto di questa mutazione indotta sul fenotipo dell'organismo. L'etichettatura mutagena del T-DNA implica lo screening delle popolazioni mediante mutazioni inserzionali del T-DNA. Le raccolte di mutazioni note del T-DNA forniscono risorse per lo studio delle funzioni dei singoli geni, sviluppate per la pianta modello Arabidopsis thaliana . Esempi di mutazioni di inserzione del T-DNA in Arabidopsis thaliana includono quelle associate a molte classi di fenotipi tra cui piantine, varianti di dimensioni, varianti di pigmento, difetti dell'embrione, ridotta fertilità e fabbriche morfologicamente o fisiologicamente aberranti.