Prototroficzny

Prototrofy są komórkami zdolnymi do uprawy w minimalnej pożywce hodowlanej i wytwarzania niezbędnych aminokwasów do wzrostu. Źródło: Wikimedia Commons

Co to jest prototroficzne?

prototroficzny Są to mikroorganizmy lub komórki zdolne do wytwarzania aminokwasów wymagających wzrostu. Termin ten jest ogólnie stosowany w odniesieniu do konkretnej substancji. Jest przeciwny terminowi auksotrof.

Ten ostatni termin jest używany do zdefiniowania mikroorganizmu, który jest w stanie rosnąć i mnożyć w pożywce hodowlanej tylko wtedy, gdy dodano określony składnik odżywczy. W przypadku prototrof może prosperować bez takiej substancji, ponieważ sam jest w stanie to wyprodukować.

Organizm lub szczep, na przykład, niezdolny do wzrostu przy braku argininy, nazywałby się arginina auksotroficzna. Tymczasem prototroficzne szczep argininy wzrośnie i rozmnażał się niezależnie od obecności lub braku argininy w pożywce hodowlanej. 

Zasadniczo szczep auksotroficzny stracił funkcjonalną trasę metaboliczną, która pozwoliła jej zsyntetyzować fundamentalną, niezbędną substancję dla swoich istotnych procesów.

Ten brak jest ogólnie spowodowany mutacją. Mutacja generuje zerowy allel, który nie ma zdolności biologicznej do wytwarzania substancji obecnej w prototrofie.

Aplikacje

Biochemia

Auxotroficzne markery genetyczne są często stosowane w genetyce molekularnej. Każdy gen zawiera informacje kodujące białko. Zostali pokazani przez naukowców George Beadle i Edward Tatum, w pracy, która uczyniła ich wierzycielami Nagrody Nobla.

Ta specyficzność genów umożliwia mapowanie tras biosyntetycznych lub biochemicznych. Mutacja genu prowadzi do mutacji białka. W ten sposób można to określić w badanych szczepach auksotroficznych bakterii, które enzymy są dysfunkcyjne z powodu mutacji.

Może ci służyć: erysipelothrix rhusiopathiae

Inną metodą określenia tras biosyntetycznych jest zastosowanie auksotroficznych szczepów określonych aminokwasów. W takich przypadkach stosuje się potrzebę takich aminokwasów przez szczepy do dodania nienaturalnych analogicznych aminokwasów białek w pożywce hodowlanej.

Na przykład podstawienie fenyloalaniny fenyloalaniną w szczepach szczepów Escherichia coli Auxotroficzny dla fenyloalaniny.

Markery auksotroficzne

Mutacje w genach kodujących enzymy, które uczestniczą na drodze do biosyntezy metabolicznych cząsteczek konstrukcyjnych, są stosowane jako markery w ogromnej większości eksperymentów genetycznych z drożdżami.

Niedobór żywieniowy spowodowany mutacją (auksotrofii) można zrekompensować poprzez zapewnienie wymaganego składników odżywczych w środowisku wzrostu.

Jednak taka rekompensata niekoniecznie jest ilościowa, ponieważ mutacje wpływają na kilka parametrów fizjologicznych i mogą działać synergalnie.

Z tego powodu przeprowadzono badania w celu uzyskania prototroficznych szczepów w celu wyeliminowania markerów auksotroficznych i zmniejszenia stronniczości w badaniach fizjologicznych i metabolicznych.

Test Ames

Test Ames, zwany także testem mutagenezy Salmonella, został opracowany przez Bruce'a n. Ames w latach siedemdziesiątych w celu ustalenia, czy chemik jest mutagenem.

Opiera się na zasadzie odwrotnej mutacji lub mutacji tylnej. Użyj wielu szczepów Salmonella Typhimurium Histydyna auksotroficzna.

Moc substancji chemicznej powodująca mutację jest mierzona poprzez zastosowanie go do bakterii na płytce histydyny. Bakterie są następnie przenoszone do nowej słabej płyty w histydynie.

Jeśli substancja nie jest mutagenna, bakterie nie wykazywałyby wzrostu w nowej płytce. Przeciwnie, bakterie auksotroficzne z histydyną zmutają się do prototroficznego do histydyny.

Może ci służyć: mycoplasmaUprawa bakterii prototrof Salmonella Typhimurium. Zrobione i zredagowane z: Sun14916 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)], z Wikimedia Commons

Porównanie odsetka wzrostu bakteryjnego w płytkach z obróbką i bez, pozwala kwantyfikować mutagenną moc związku na bakteriach.

Ten możliwy wpływ mutagenny na bakterie wskazuje na możliwość spowodowania takich samych efektów w innych organizmach, w tym ludzi.

Uważa się, że związek, który jest w stanie powodować mutację w bakteryjnym DNA, może być również w stanie wytwarzać mutacje, które mogą powodować raka.

Inne aplikacje do testu Ames

Rozwój nowych szczepów

Test AMES został zastosowany w celu uzyskania nowych szczepów bakteryjnych. Na przykład opracowano słabe szczepy nitreduktazy.

Te szczepy są wykorzystywane do badania metabolizmu ksenobiotyków i systemów naprawy DNA. Były również przydatne do oceny mechanizmów metabolicznych nitrogrup w celu wytworzenia aktywnych mutagenów, a także mechanizmów nitracyjnych związków genotoksycznych.

Antymutogeneza

Test AMES został również wykorzystany jako narzędzie do badania i klasyfikacji naturalnych antimmutagensów. Antimmutagenos są związkami, które mogą zmniejszyć zmiany mutagenne w DNA, głównie poprzez ulepszenie ich systemów naprawczych.

W ten sposób takie związki unikają początkowych etapów rozwoju raka. Od początku lat 80. (z XX wieku) AMES i współpracownicy przeprowadzili badania w celu oceny zmniejszenia genotoksyn i ryzyka raka poprzez dietę bogatą w antimmutenos.

Zauważyli, że populacje, które miały diety z wysokim poziomem przeciwmutagenów, stanowiły mniejsze ryzyko rozwoju raka żołądkalnego.

Może ci służyć: Trichomonas hominis: Charakterystyka, morfologia, cykl biologiczny

Test AMES był szeroko stosowany do badania kilku ekstraktów roślinnych, o których wiadomo, że zmniejsza mutagenność. Badania te wykazały również, że elementy roślin nie zawsze są nieszkodliwe. Wiele jadalnych roślin okazało się, że ma efekty genotoksyczne.

Wykazano również, że test AMES jest przydatny do wykrywania toksycznych lub antymutagenicznych działań naturalnych związków, które są często stosowane w medycynie alternatywnej.

Bibliografia

1. B. Arriaga-Alba, r. Montero-Montoya, J.J. Espinosa. Test Amesa w dwudziestu pierwszym wieku. Badania i recenzje: Journal of Toxicology.
2. F. Fröhlich, r. Christiano, t.C. Walther. Native Silak: Metaboliczne znakowanie białek w mikroorganizmach występujących w oparciu o regulację syntezy lizyny. Proteomika molekularna i komórkowa.