ΕΦΑΡΜΟΣΜΈΝΗ ΜΗΧΑΝΙΚΉ ΧΛΩΡΟΠΛΑΣΤΩΝ (PLASTOME) (grk)

Ο χλωροπλάστης, το κάθισμα της φωτοσύνθεσης σε ένα κύτταρο φυτών, περιέχει το γονιδίωμά του που είναι γνωστό ως plastome.   Το Plastome περιλαμβάνει τα γονίδια κωδικοποιώντας για το ριβοσωματικό RNA, το RNA μεταφοράς και διάφορες πρωτεΐνες που ελέγχουν στη συνέχεια τη φωτοσύνθεση καθώς επίσης και άλλα γνωρίσματα.  Μια πρόσφατη ανάπτυξη στο χειρισμό των πλαστιδιακών γονιδίων είναι η εισαγωγή των ξένων γονιδίων στους χλωροπλάστες και αυτή η τεχνική είναι γνωστή ως εφαρμοσμένη μηχανική Plastome.               Ο μετασχηματισμός Plastome αναφέρθηκε αρχικά από Boynton και τους συναδέλφους του in1988 στο unicellular Chlamydomonas αλγών reinhardtii.  Αυτό επιτεύχθηκε με το βομβαρδισμό των φυκωδών κυττάρων με τα μόρια βολφραμίου που ντύθηκαν με το DNA χρησιμοποιώντας το projectile πυροβόλο όπλο μικροϋπολογιστών. Τώρα, οι transplastomic γραμμές (εκείνοι που φέρνουν το τροποποιημένο ή διαγενετικό plastome) έχουν συντεθεί ήδη στον καπνό, τη σόγια, το κραμβολάχανο, το σπανάκι, τη γλυκιά πατάτα, το αραβικό φιστίκι κ.λπ.                 Η εφαρμοσμένη μηχανική Plastome έχει βεβαίως τις εφαρμογές μυριάδας ειδικά στα προγράμματα βελτίωσης συγκομιδών:  Οι γενετικοί χάρτες χλωροπλαστών διάφορων συγκομιδών συμπεριλαμβανομένου του αραβόσιτου, του ρυζιού και του καπνού έχουν χαρακτηριστεί ήδη.  Αυτοί είναι πολύ χρήσιμοι για τις θεμελιώδεις διαδικασίες της πλαστιδιακής βιολογίας, της δράσης γονιδίων, του κανονισμού γονιδίων, της αλληλεπίδρασης του plastome με το πυρηνικό γονιδίωμα και της φωτοσυνθετικής διαδικασίας.  Η γενετική ποικιλομορφία των χλωροπλαστών των διάφορων συγκομιδών (σε intervarietal, interspecific ή intergeneric επίπεδο) μπορεί να αποκαλυφθεί με την πραγματοποίηση της ανάλυσης δεικτών όπως RAPD, RFLP και SSR.  Οι ποικιλίες ανθεκτικές στους διάφορους μύκητες, τα βακτηρίδια, και τον ιό) και τα παράσιτα παθογόνων) μπορούν να προσδιοριστούν με τη διαλογή των συγκεκριμένων σχεδίων γονιδίων του γονιδιώματος χλωροπλαστών. Τα φωτοσυνθετικά γονίδια που κωδικοποιούνται από το plastome μπορούν να χειριστούν για να επιτύχουν το επιθυμητό επίπεδο φωτοσυνθετικής αποδοτικότητας καθώς επίσης και παραγωγικότητας. Δεδομένου ότι τα πλαστιδιακά γονίδια κληρονομούνται maternally τα πρόσφατα ενσωματωμένα γονίδια δεν θα πάρουν διαβιβασθε''ντα στους άγρια συγγενείς ή τα ζιζάνια μέσω της γύρης.  Αυτό είναι ιδιαίτερα ευεργετικό όταν πηγαίνουμε για τη μεταφορά των γονιδίων ανοχής ζιζανιοκτόνου στις συγκομιδές δεδομένου ότι η ανάπτυξη των «έξοχων ζιζανίων» (ζιζάνια ανεκτικά στα ζιζανιοκτόνα) αποφεύγεται.   Μόλις εισαγάγουμε ένα νέο γονίδιο σε ένα ενιαίο plastome ενός κυττάρου, παίρνει ενισχυμένο αρκετές φορές κατά τη διάρκεια του τμήματος και του πολλαπλασιασμού των plastids.  Η τροποποίηση χλωροπλαστών έχει χρησιμοποιηθεί μοριακή για να παραγάγει τα φαρμακευτικά είδη όπως τα εμβόλια σε μεγάλες ποσότητες.    Τα γονίδια για την παραγωγή των χρήσιμων πρωτεϊνών μπορούν να μεταφερθούν στους χλωροπλάστες για τις πολλαπλάσιες εκφράσεις και την τεράστια παραγωγή τους.  Θρεπτικά οι πλούσιες transplastomic γραμμές μπορούν να αναπτυχθούν.   Τα φυτά ανεκτικά στην ωσμωτική πίεση μπορούν να αναπτυχθούν με τη μεταφορά των συγκεκριμένων γονιδίων στο χλωροπλάστη.   Με την ενσωμάτωση των γονιδίων για τις αντιμικροβιακές πρωτεΐνες, transplastomic εγκαταστάσεις με την αντίσταση στα παθογόνα     μπορέστε να παραχθείτε. Μέσω της ανάλυσης του DNA .polymorphism χλωροπλαστών, οι αρσενικές αποστειρωμένες γραμμές μπορούν να διαφοροποιηθούν από τις αρσενικές εύφορες γραμμές όπως επιτυγχάνονται στο σόργο, το κρεμμύδι κ.λπ. Με την ενσωμάτωση του βακτηριακού γονιδίου για τη σταθεροποίηση αζώτου (nif γονίδια) στους χλωροπλάστες, μπορούν να μετατραπούν στα nitroplasts που μπορούν να πραγματοποιήσουν τη φωτοσύνθεσηατά τη διάρκεια της ημέρας και τη σταθεροποίηση αζώτου κατά τη διάρκεια της νύχτας.             Κατά συνέπεια plastome η εφαρμοσμένη μηχανική έχει τη μεγάλη δυνατότητα να ξεσηκώσει τον τομέα των προγραμμάτων βελτίωσης βιοτεχνολογίας καθώς επίσης και συγκομιδών εγκαταστάσεων.