Bitkilerde Gen Aktarımının Uygulanması
Bitkilere gen aktarımı temelde iki flekilde yapılmaktadır. Bunlar yaygın olarak kullanılan, direkt transformasyon tekniği (biolistik veya mikroprojectile bombardıman sistemi) ve Agrobakterium aracılığı ile yapılan transformasyondur.
1. Direkt transformasyon tekniği
Son çalıflmaların çoğunda parçacık bombardımanı, bitki materyallerinin direkt olarak transformasyonununda yaygın bir flekilde kullanılmaktadır. Parçacık bombardımanı veya biolistik yöntem olarak ta bilinen bu teknik direkt transformasyon etkinliği çok iyi olan bir yöntemdir ve “gen tabancası” olarak bilinen bir aygıt kullanılarak uygulanmaktadır.
Bu teknikte, ilgili geni ihtiva eden DNA 0.5-5 mikro metre boyutundaki, kimyasal olarak nötr karaktere sahip, altın veya tungsten parçacıklara kaplanmaktadır. DNA-kaplı parçacığa bitki hücre duvarını, sitoplazmayı veya çekirdek membranını rahatça geçebilecek kadar (gen tabancası yardımıyla) belli bir hız kazandırılır. Böylece DNA-kaplı parçacıklar zarar görmeksizin canlı bitki hücrelerine aktarılmıfl olur. Daha sonra DNA parçacıktan
kurtulur ve hangi hücrelerin yeni genlerle baflarılı flekilde birlefltirildiğini görmek için hücre büyümesi izlenir.
Bunun için örnek kaplarında gözlem yapılmaktadır. Örneğin; Cornell Üniversitesi’nde yapılan bir arafltırmada modifiye edilen 10 pirinç bitkisinden sadece bir ya da ikisinin geliflmifl pirinç olma yolunda büyüme gösterdiği tespit edilmifltir.
Gen transferinin baflarılı bir flekilde sonuçlanması bazı flartlara bağlıdır. Bunlar; DNA’nın atıldığı mesafe gibi fiziksel bombardıman flartları, büyüklük, flekil ve parçacıkların kimyasal kompozisyonu gibi diğer flartlardır.
Ayrıca parçacık hızının sabit kalması ve güvenliği için helyum, hava basıncı veya elektrikle çalıflan tabancalar gerekmektedir.
2. Agrobakterium aracılığı ile transformasyon tekniği
Toprakta yaflayan, bitki patojeni olan Agrobacterium tumefaciens dikotiledon bitkilerin transformasyonunda yaygın bir flekilde kullanılmaktadır. Agrobakterium aracılığı ile yapılan transformasyonunun en belirgin avantajları; DNA parçacıklarının (T-DNA) transferi, yüksek kalite ve bitki transformasyonunun verimliliğidir. Bu transformasyon tekniğinin esası, hedef genin Agrobakterium adlı toprak bakterisinin içine sokulması, sonra bu
bakterinin hedef hücreye verilmesi ve eklenen genle birlikte bakterinin DNA’sının bir bölümünün ( T-DNA) organizmaya aktarılmasıdır. Enjeksiyon esnasında konakçı bitki hücre genomuna DNA’nın özel bir parçası olan T-DNA’yı transfer etmede Agrobacterium tumefaciens ve Agrobacterium rhizogenes patojen bakterilerinden yararlanılmaktadır. Yalnızca bu iki bakteri türü bitki transformasyonunda kullanılmaktadır. Her ikisi de bitki genomlarına DNA bölümlerini transfer etme kabiliyetine sahiptirler.
3. Diğer transformasyon yöntemleri
Transgenik tahıllar, mikrokoloni kültürlü pirinç süspansiyonu, olgunlaflmamıfl mısır embriyosu ve buğday skutellum ile tritordeum içine DNA’nın elektroporasyonu metodu ile de elde edilebilirler. Ayrıca, silikon karpit teller kullanılarak gerçeklefltirilen transformasyon teknikleri de mısır hücre süspansiyon kültürlerini ve olgunlaflmamıfl skutellum dokularını transforme etmede baflarılı bir flekilde kullanılmaktadır. Ancak bu teknikler
direkt transformasyon ve Agrobakterium aracılığı ile yapılan transformasyon teknikleri kadar teknik avantajlara sahip değildir. Bitki hücreleri içine DNA’nın absorpsiyon, mikroenjeksiyon, polietilen glikol muamalesi (PEG), makroenjeksiyon, elektroforez, ultrason muamelesi, lazer muamelesi yada polen tüp aracılığı ile transfer edilmesi tahılların transformasyonunda kullanılan diğer metotlardır.
