Auxotrof

Auxotrofy to mikroorganizmy, które, aby się rozwijać, potrzebują wymogu żywieniowego, które stracili z powodu mutacji

Co to jest auksotrof?

A Auxotrof Jest to mikroorganizm, który nie może rosnąć naturalnie bez określonego wymogu żywieniowego, który stracił z powodu mutacji. To znaczy, aby kultywować go w laboratorium, ta substancja, której brakuje, ponieważ nie może jej zsyntetyzować samodzielnie.

Na przykład mówimy, że organizm jest auksotrofem dla valiny, co wskazuje, że osoba, o której mowa, potrzebuje zastosowania tego aminokwasu w pożywce hodowlanej, ponieważ nie jest w stanie go produkować samodzielnie.

W ten sposób możemy różnicować dwa fenotypy: „mutant”, który odpowiada auksotrofowi dla valiny - biorąc pod uwagę nasz poprzedni hipotetyczny przykład - i „oryginał” lub dziki, co może poprawnie zsyntetyzować aminokwas. Ten ostatni nazywa się prototrof.

Auxotrophy pochodzi z pewnej specyficznej mutacji, która prowadzi do utraty zdolności do syntezy dowolnego elementu, takiego jak aminokwas lub inny składnik organiczny.

W genetyce mutacja jest zmianą lub modyfikacją sekwencji DNA. Ogólnie nieaktywna mutacja do kluczowego enzymu na trasie syntezy.

W jaki sposób organizmy auksotroficzne?

Zasadniczo mikroorganizmy wymagają szeregu niezbędnych składników odżywczych do ich wzrostu. Twoje minimalne potrzeby są zawsze źródłem węgla, źródłem energii i różnych jonów.

Organizmy, które potrzebują dodatkowych składników odżywczych do podstaw to auksotrofy dla tej substancji i pochodzą z mutacji DNA.

Nie wszystkie mutacje występujące w materiale genetycznym mikroorganizmu wpłyną na ich zdolność wzrostu w stosunku do konkretnego składnika odżywczego.

Może ci służyć: Staphylococcus saprofiticus

Może wystąpić mutacja, która nie ma wpływu na fenotyp mikroorganizmu, który jest znany jako ciche mutacje, ponieważ nie modyfikują one sekwencji białek.

Zatem mutacja wpływa na bardzo szczególny gen, który koduje niezbędne białko metabolicznej trasy, która syntetyzuje podstawową substancję dla organizmu. Wygenerowana mutacja musi inaktywować gen lub wpływać na białko.

Zasadniczo wpływa to na kluczowe enzymy. Mutacja musi powodować zmianę sekwencji aminokwasu, która znacząco zmienia strukturę białka, a tym samym znika jego funkcjonalność. Może również wpływać na aktywne miejsce enzymu.

Przykłady w Saccharomyces cerevisiae

S. cerevisiae Jest to grzyb jednokomórkowy popularnie znany jako drożdże piwne. Służy do produkcji jadalnych produktów dla człowieka, takich jak chleb i piwo.

Dzięki użyteczności i łatwym wzrostowi w laboratorium jest to jeden z najczęściej używanych modeli biologicznych, więc wiadomo, że określone mutacje powodują auksotrofii.

Auxotrofy histydyny

Histydyna jest jednym z 20 aminokwasów, które tworzą białka. Grupa R tej cząsteczki jest tworzona przez grupę imidazolu o obciążeniu dodatnim.

Chociaż u zwierząt, w tym ludzi, jest to niezbędny aminokwas - to znaczy nie mogą go zsyntetyzować i muszą włączyć go poprzez dietę - mikroorganizmy mają zdolność do syntezy.

Gen HIS3 w tym drożdży koduje enzym dehydrogenazy fosforanu imidazolgloglicerolu, który uczestniczy w ścieżce synteacydowej histydyny.

Może ci służyć: Bacillus clausii

Mutacje w tym genie (His3^-) Powodują pomoc histydyny. Zatem mutanty te nie są w stanie proliferować w pożywce, w którym brakuje składników odżywczych.

Auxotrofy dla tryptofanu

Podobnie tryptofan jest aminokwasem o charakterze hydrofobowym, który ma grupę grupy indolowej. Jako przedni aminokwas, należy to włączyć do diety zwierząt, ale mikroorganizmy mogą go zsyntetyzować.

Gen TRP1 koduje izomerazę enzymu fosforribozylowego, która jest zaangażowana w szlak anaboliczny tryptofanu. Gdy nastąpi zmiana w tym genie, uzyskuje się mutację TRP1^- który obezwładnia organizm w celu syntezy aminokwasów.

Auxotrofy dla pirymidyn

Pirymidyn to związki organiczne, które są częścią genetycznego materiału żywych organizmów. W szczególności znajdują się one w zasadach azotowych, tworząc część timina, cytozyny i uracylu.

W tym grzybie gen URA3 koduje enzym dyktatury orid-5-fosforan. To białko jest odpowiedzialne za katalizowanie etapu syntezy Novo pirymidyn. Dlatego mutacje, które wpływają na ten gen, powodują auksotropię do urydyny lub uracylu.

Urydyna jest związkiem wynikającym z połączenia podstawy azotu uracylowego z pierścieniem rybozy. Obie struktury są połączone wiązaniem glukozydowym.

Aplikacje

Auxotrophy jest bardzo przydatną cechą w badaniach związanych z mikrobiologią do wyboru organizmów w laboratorium.

Ta sama zasada może być stosowana do roślin, w których poprzez inżynierię genetyczną tworzona jest auksotroficzna osoba, albo dla metody, biotyny, auksyny itp.

Może ci służyć: Enterococcus

Zastosowanie w inżynierii genetycznej

Mutanty auksotrofów są szeroko stosowane w laboratoriach, w których wykonywane są protokoły inżynierii genetycznej.

Jednym z celów tych praktyk molekularnych jest instrukcja plazmidu zbudowana przez badacza w systemie prokariotycznym. Ta procedura jest znana jako „uzupełnienie auksotrofii”.

Plazmid to okrągła cząsteczka DNA, typowa dla bakterii, które są replikowane niezależnie. Plazmidy mogą zawierać przydatne informacje, które są używane przez bakterie, na przykład oporność na antybiotyk lub gen, który pozwala syntetyzować interesujący składnik odżywczy.

Naukowcy, którzy chcą wprowadzić plazmid w bakterii, mogą zastosować odkształcenie auksotroficzne dla określonego składnika odżywczego. Informacje genetyczne niezbędne do syntezy składników odżywczych są kodowane w plazmidzie.

W ten sposób przygotowano minimalną pożywkę (która nie zawiera składnika odżywczego, którego zmutowany szczep nie może zsyntetyzować), a bakterie są zasiane plazmidem.

Tylko bakterie, które włączyły tę część DNA w osoczu, będą mogły rosnąć pośrodku, podczas gdy bakterie, które nie uchwyciły plazmidu, umrą z powodu braku składników odżywczych.

Bibliografia

1. Benito, c., I Espino, F. J. Genetyka, niezbędne koncepcje. Pan -american Medical Redaktorial.
2. Brock, t. D., & Madigan, m. T. Mikrobiologia. Hispanoamerican Prentice-Hall.
3. Czerwony lewy, m. Inżynieria genetyczna i transfer genów. Piramida.