Auxotroph

Auxotrofer er mikroorganismer som for å vokse trenger et ernæringsmessig krav som de har tapt på grunn av en mutasjon

Hva er en auxotroph?

EN Auxotroph Det er en mikroorganisme som ikke kan vokse naturlig uten et spesifikt ernæringskrav, som tapte på grunn av en mutasjon. Det vil si at for å dyrke det på laboratoriet, må dette stoffet som mangler, fordi det ikke kan syntetisere det i seg selv, må legges til.

For eksempel sier vi at organismen er auxotroph for Valine, noe som indikerer at den aktuelle personen trenger denne aminosyren som skal brukes i kulturmediet, fordi han ikke er i stand til å produsere den alene.

På denne måten kan vi differensiere to fenotyper: "The Mutant", som tilsvarer auxotroph for Valine - under hensyntagen til vårt tidligere hypotetiske eksempel - og "det originale" eller ville, som kan syntetisere aminosyren riktig. Sistnevnte kalles prototroph.

Auxotrofi stammer fra en eller annen spesifikk mutasjon som fører til tap av evnen til å syntetisere ethvert element, for eksempel en aminosyre eller annen organisk komponent.

I genetikk er en mutasjon en endring eller modifisering av DNA -sekvensen. Generelt den inaktive mutasjonen til et nøkkelenzym på en syntese -rute.

Hvordan er auxotrofe organismer?

Generelt krever mikroorganismer en serie uunnværlige næringsstoffer for deres vekst. Minimumsbehov er alltid en kilde til karbon, en energikilde og forskjellige ioner.

Organismer som trenger ekstra næringsstoffer til det grunnleggende er auxotrofer for dette stoffet og stammer fra DNA -mutasjoner.

Ikke alle mutasjoner som oppstår i det genetiske materialet til en mikroorganisme vil påvirke deres vekstkapasitet mot et bestemt næringsstoff.

Kan tjene deg: Staphylococcus saprophyticus

En mutasjon kan oppstå, og dette har ingen effekt på mikroorganismen -fenotypen, som er kjent som stille mutasjoner, siden de ikke modifiserer proteinsekvensen.

Dermed påvirker mutasjonen et veldig bestemt gen som koder for et uunnværlig protein fra en metabolsk rute som syntetiserer et primært stoff for kroppen. Den genererte mutasjonen må inaktivere genet eller påvirke proteinet.

Generelt påvirker det nøkkelenzymer. Mutasjonen må produsere en endring i sekvensen til en aminosyre som betydelig endrer strukturen til proteinet og dermed forsvinner dens funksjonalitet. Det kan også påvirke det aktive stedet for enzymet.

Eksempler i Saccharomyces cerevisiae

S. cerevisiae Det er en encellet sopp populært kjent som ølgjær. Det brukes til fremstilling av spiselige produkter for mennesket, for eksempel brød og øl.

Takket være dets nytte og enkle vekst i laboratoriet er det en av de mest brukte biologiske modellene, så det er kjent at spesifikke mutasjoner forårsaker auxotrophy.

Histidin auxotrofer

Histidin er en av de 20 aminosyrene som danner proteiner. Gruppe R av dette molekylet dannes av en imidazolgruppe med positiv belastning.

Selv om det hos dyr, inkludert mennesker, er det en essensiell aminosyre - det vil si at de ikke kan syntetisere den og må innlemme den gjennom kosthold - mikroorganismer har evnen til å syntetisere det.

His3 -genet i denne gjæren koder for enzymet imidazolglyserol fosfatdehydrogenase, som deltar i banen til syntheacid histidin.

Det kan tjene deg: Bacillus Clausii

Mutasjonene i dette genet (His3^-) De resulterer i histidin aidotrofi. Dermed klarer ikke disse mutantene å spre seg i et medium som mangler næringsstoffet.

Auxotrofer for tryptofan

Tilsvarende er tryptofan en aminosyre av hydrofob natur som har en gruppe A -indolgruppe. Som den fremre aminosyren må dette innarbeides i kostholdet til dyr, men mikroorganismer kan syntetisere det.

TRP1 -genet koder for fosforribosylenzymet antranilatisomerase, som er involvert i den anabole banen til tryptofan. Når det oppstår en endring i dette genet, oppnås en TRP1 -mutasjon^- som inhabiliterer organismen til å syntetisere aminosyren.

Auxotrofer for pyrimidiner

Pyrimidiner er organiske forbindelser som er en del av det genetiske materialet til levende organismer. Spesifikt finnes de i nitrogenholdige baser, og utgjør en del av Timin, cytosin og uracil.

I denne soppen koder URA3-genet for orid-5-fosfatdiktasjonsenzymet. Dette proteinet er ansvarlig for å katalysere et trinn i syntesen av novo av pyrimidiner. Derfor forårsaker mutasjoner som påvirker dette genet auxotrofi til uridin eller uracil.

Uridin er en forbindelse som følger av foreningen av Uracil nitrogenbase med en ribosering. Begge strukturer er koblet sammen med en glukosidbinding.

applikasjoner

Auxotrofi er et veldig nyttig kjennetegn i mikrobiologi -relaterte studier, for valg av organismer i laboratoriet.

Det samme prinsippet kan brukes på planter, hvor et auxotrof individ gjennom genteknologi opprettes, enten for metodin, biotin, auxin, etc.

Kan tjene deg: enterococcus

Bruksområde i genteknologi

Auxotrophs -mutanter er mye brukt i laboratorier der genetisk ingeniørprotokoller utføres.

Et av målene med disse molekylære praksisene er instruksjonen til et plasmid bygget av forskeren i et prokaryotisk system. Denne prosedyren er kjent som "Auxotrophy Complementation".

Et plasmid er et sirkulært DNA -molekyl, typisk for bakterier, som er replikert uavhengig. Plasmider kan inneholde nyttig informasjon som brukes av bakterier, for eksempel resistens mot et antibiotikum eller et gen som lar deg syntetisere et næringsstoff av interesse.

Forskere som ønsker å introdusere et plasmid i en bakterie, kan bruke en auxotrof belastning for et spesifikt næringsstoff. Den genetiske informasjonen som er nødvendig for næringssyntese er kodet i plasmidet.

På denne måten fremstilles et minimumsmedium (som ikke inneholder næringsstoffet som den mutante belastningen ikke kan syntetisere) og bakterier blir sådd med plasmid.

Bare bakteriene som inkorporerte denne delen av plasma -DNA vil kunne vokse i midten, mens bakteriene som ikke klarte å fange plasmidet, vil dø på grunn av mangelen på næringsstoff.

Referanser

1. Benito, c., & Espino, f. J. Genetikk, essensielle konsepter. Pan -American Medical Editorial.
2. Brock, t. D., & Madigan, m. T. Mikrobiologi. HispanoAmerican Prentice-Hall.
3. Rød venstre, m. Genteknologi og genoverføring. Pyramide.