Prototrofisk

Prototrofer er celler som er i stand til å vokse i et minimumskulturmedium og produsere de nødvendige aminosyrene for å vokse. Kilde: Wikimedia Commons

Hva er prototrofisk?

De prototrofisk De er mikroorganismer eller celler som er i stand til å produsere aminosyrer som krever å vokse. Dette begrepet brukes vanligvis i forhold til et bestemt stoff. Det er imot begrepet auxotroph.

Denne siste uttrykket brukes til å definere en mikroorganisme som er i stand til å vokse og multiplisere i et kulturmedium bare hvis et spesifikt næringsstoff er tilsatt. Når det gjelder prototrofen, kan den blomstre uten et slikt stoff fordi han er i stand til å produsere den selv.

En organisme eller en belastning, for eksempel, ikke i stand til å vokse i fravær av arginin, vil bli kalt Arginina Auxotrophic. Den prototrofiske argininstammen vil i mellomtiden vokse og reprodusere uavhengig av tilstedeværelsen eller fraværet av arginin i kulturmediet. 

I utgangspunktet har en auxotrof belastning mistet en funksjonell metabolsk rute som gjorde det mulig å syntetisere et grunnleggende, uunnværlig stoff for sine vitale prosesser.

Denne mangelen skyldes generelt en mutasjon. Mutasjonen genererer en nullallel som ikke har den biologiske kapasiteten til å produsere et stoff som er til stede i prototroph.

applikasjoner

Biokjemi

Auxotrofe genetiske markører brukes ofte i molekylær genetikk. Hvert gen inneholder informasjonen som koder for et protein. Dette ble demonstrert av forskere George Beadle og Edward Tatum, i arbeidet som gjorde dem til kreditorer av Nobelprisen.

Denne spesifisiteten til genene tillater kartlegging av biosyntetiske eller biokjemiske ruter. En mutasjon av et gen fører til en mutasjon av et protein. På denne måten kan det bestemmes i de auxotrofiske stammene av bakteriene som studeres hvilke enzymer som er dysfunksjonelle på grunn av mutasjoner.

Kan tjene deg: Erysipelothrix Rhusiopathiae

En annen metode for å bestemme biosyntetiske ruter er bruken av auxotrofe stammer av spesifikke aminosyrer. I disse tilfellene brukes behovet for slike aminosyrer ved stammer for å tilsette ikke -naturlige analoge aminosyrer av proteiner i kulturmedier.

For eksempel erstatning av fenylalanin med fenylalanin i stammer av stammer av Escherichia coli Auxotrofisk for fenylalanin.

Auxotrofe markører

Mutasjoner i genene som koder for enzymer som deltar i veien for biosyntesen av metabolske konstruksjonsmolekyler, brukes som markører i de aller fleste genetiske eksperimenter med gjær.

Ernæringsmangel forårsaket av mutasjon (auxotrophy) kan kompenseres ved å tilveiebringe det nødvendige næringsstoffet i vekstmiljøet.

Slik kompensasjon er imidlertid ikke nødvendigvis kvantitativ, fordi mutasjoner påvirker flere fysiologiske parametere og kan virke synergistisk.

På grunn av dette har studier blitt utført for å oppnå prototrofiske stammer med tanke på å eliminere auxotrofiske markører og redusere skjevhet i fysiologiske og metabolske studier.

Ames -testen

Ames -testen, også kalt mutagenesetest av Salmonella, ble utviklet av Bruce n. Ames på 1970 -tallet for å avgjøre om en kjemiker er en mutagen.

Det er basert på prinsippet om omvendt mutasjon eller bakre mutasjon. Bruk flere stammer av Salmonella typhimurium Histidin auxotrofisk.

Kraften til et kjemikalie for å forårsake mutasjon måles ved å påføre den på bakterier på en histidinplate. Bakterier blir deretter flyttet til en ny dårlig plate i histidin.

Hvis stoffet ikke er mutagent, ville ikke bakterier vist vekst i den nye plaketten. Tvert imot, auxotrofe bakterier til histidin vil mutere til prototrofisk til histidin.

Kan tjene deg: MycoplasmaDyrking av bakterier Prototroph Salmonella Typhimurium. Tatt og redigert fra: SUN14916 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)], fra Wikimedia Commons

Sammenligningen av andelen av bakterievekst i plakk med og uten behandling, gjør det mulig å kvantifisere den mutagene kraften til forbindelsen på bakterier.

Denne mulige mutagene effekten på bakterier indikerer muligheten for å forårsake de samme effektene i andre organismer, inkludert mennesker.

Det antas at en forbindelse som er i stand til å forårsake en mutasjon i bakteriell DNA, også kan kunne produsere mutasjoner som kan forårsake kreft.

Andre applikasjoner til AMES -testen

Utvikling av nye stammer

AMES -testen er blitt brukt for å oppnå nye bakteriestammer. For eksempel er dårlige nitroreduktasestammer utviklet.

Disse stammene brukes til å studere metabolismen av xenobiotika og DNA -reparasjonssystemer. De har også vært nyttige for å evaluere de metabolske mekanismene til nitrogrupper for å produsere aktive mutagener, så vel som nitreringsmekanismer for genotoksiske forbindelser.

Antimutogenese

AMES -testen har også blitt brukt som et verktøy for å studere og klassifisere naturlige antimmutagener. Antimmutagenos er forbindelser som kan redusere mutagene lesjoner i DNA, hovedsakelig ved å forbedre reparasjonssystemene.

På denne måten unngår slike forbindelser de første trinnene i kreftutvikling. Siden begynnelsen av 80 -tallet (fra 1900 -tallet) har Ames og samarbeidspartnere gjennomført studier for å evaluere reduksjonene av genotoksiner og kreftrisiko gjennom en diett rik på antimmutenos.

De observerte at populasjoner som hadde dietter med høye nivåer av antimmutagenos, presenterte mindre risikoer for å utvikle gastroentisk kreft.

Kan tjene deg: Trichomonas hominis: Kjennetegn, morfologi, biologisk syklus

AMES -testen har blitt mye brukt til å studere flere planteekstrakter som er kjent for å redusere mutagenisitet. Disse studiene har også vist at plantekomponenter ikke alltid er ufarlige. Mange spiselige planter har vist seg å ha genotoksiske effekter.

AMES -testen har også vist seg å være nyttig for å oppdage giftige eller antimutagene effekter av naturlige forbindelser som ofte brukes i alternativ medisin.

Referanser

1. B. Arriaga-Alba, r. Montero-Montoya, J.J. Espinosa. Ames-testen i det tjuefirs århundre. Research & Reviews: A Journal of Toxicology.
2. F. Fröhlich, r. Christiano, t.C. Walther. Native SILAC: Metabolsk merking av proteiner i protonmikroorganismer basert på lysinsyntese regulering. Molekylær og cellulær proteomikk.