Auxotrophic porijeklo, primjer i primjene



 auksotrofni je mikroorganizam koji nije u stanju sintetizirati određenu vrstu hranjivog ili organskog spoja neophodnog za rast navedenog pojedinca. Prema tome, ovaj soj može proliferirati samo ako se hranjivoj tvari doda u medij kulture. Ova prehrambena potreba rezultat je mutacije genetskog materijala.

Ta se definicija općenito odnosi na specifične uvjete. Na primjer, kažemo da je organizam auxotrophic za valin, što ukazuje na to da je osoba o kojoj je riječ potrebna ta aminokiselina koja se može primijeniti u mediju kulture, budući da je ne može sama proizvesti..

Na taj način možemo razlikovati dva fenotipa: "mutant", koji odgovara auxotrophu za valin - uzimajući u obzir naš prethodni hipotetički primjer, iako može biti auxotrophic za bilo koji nutrijent - i "izvorni" ili divlji, koji može ispravno sintetizirati amino kiseline Potonji se naziva prototrof.

Auxotrophy je uzrokovana nekom specifičnom mutacijom koja dovodi do gubitka sposobnosti da sintetizira neki element, kao što je aminokiselina ili druga organska komponenta.

U genetici, mutacija je promjena ili modifikacija DNA sekvence. Općenito mutacija inaktivira ključni enzim na putu sinteze.

indeks

  • 1 Kako nastaju auksotrofni organizmi?
  • Primjeri u Saccharomyces cerevisiae
    • 2.1 Auxotrophs za histidin
    • 2.2 Auxotrophs za triptofan
    • 2.3. Auxotrophs za pirimidine
  • 3 Aplikacije
    • 3.1 Primjena u genetskom inženjerstvu
  • 4 Reference

Kako nastaju auksotrofni organizmi?

Općenito, mikroorganizmi zahtijevaju niz bitnih hranjivih tvari za njihov rast. Vaše minimalne potrebe su uvijek izvor ugljika, izvor energije i razni ioni.

Organizmi koji trebaju dodatne hranjive tvari za osnovne su auxotrophs za ovu tvar i nastali su mutacijama u DNA.

Neće sve mutacije koje se pojavljuju u genetskom materijalu mikroorganizma utjecati na njegovu sposobnost rasta protiv određenog hranjiva.

Može doći do mutacije i to nema utjecaja na fenotip mikroorganizama - to su poznate kao tihe mutacije jer ne modificiraju sekvencu proteina.

Dakle, mutacija utječe na vrlo određeni gen koji kodira bitan protein metaboličkog puta koji sintetizira bitnu tvar za organizam. Stvorena mutacija mora inaktivirati gen ili utjecati na protein.

Obično utječe na ključne enzime. Mutacija mora proizvesti promjenu u sekvenci aminokiseline koja značajno mijenja strukturu proteina i stoga njegova funkcionalnost nestaje. Može također utjecati na aktivno mjesto enzima.

Primjeri u Saccharomyces cerevisiae

S. cerevisiae To je jednoćelijska gljiva popularno poznata kao kvasac piva. Koristi se za proizvodnju jestivih proizvoda za ljude kao što su kruh i pivo.

Zahvaljujući svojoj korisnosti i jednostavnom rastu u laboratoriju jedan je od najčešće korištenih bioloških modela, tako da je poznato da specifične mutacije uzrokuju auxotrophy.

Auxotrophs za histidin

Histidin (skraćeno u nomenklaturi slova kao H i tri slova kao His) jedna je od 20 aminokiselina koje tvore proteine. R skupina ove molekule je formirana od pozitivno nabijene imidazolske skupine.

Iako je u životinja, uključujući i ljude, ona esencijalna aminokiselina - to jest, ne može se sintetizirati i mora se ugraditi kroz prehranu - mikroorganizmi imaju sposobnost da je sintetiziraju..

Gen HlS3 u ovom kvascu kodira za enzim imidazolglicerol fosfat dehidrogenazu, koji sudjeluje u putu sinteze amino kiseline histidin.

Mutacije u ovom genu (HlS3-) rezultira auksotrofijom histidina. Stoga, ovi mutanti ne mogu proliferirati u mediju koji nema hranjivu tvar.

Auxotrophs za triptofan

Slično, triptofan je aminokiselina hidrofobnog karaktera koja kao skupina R ima indolnu skupinu. Kao i prethodna aminokiselina, ona se mora ugraditi u prehranu životinja, ali je mikroorganizmi mogu sintetizirati.

Gen TRP-1 kodira enzim fosforibozil antranilat izomerazu, koji je uključen u anabolički put triptofana. Kada dođe do promjene u ovom genu, dobiva se mutacija TRP-1-koji onesposobljava tijelo da sintetizira amino kiselinu.

Auxotrophs za pirimidine

Pirimidini su organski spojevi koji su dio genetskog materijala živih organizama. Naime, nalaze se u dušičnim bazama, tvoreći dio timina, citozina i uracila.

U ovoj gljivici, gen URA3 kodira enzim orotidin-5'-fosfat dekarboksilazu. Ovaj protein je odgovoran za kataliziranje koraka u sintezi de novo pirimidina. Stoga mutacije koje utječu na taj gen uzrokuju auxotrophy uridinu ili uracilu.

Uridin je spoj koji nastaje ujedinjenjem uracila azotne baze s prstenom riboze. Obje strukture povezane su glikozidnom vezom.

aplikacije

Auxotrophy je vrlo korisna značajka u istraživanjima vezanim za mikrobiologiju, za odabir organizama u laboratoriju.

Isti princip može se primijeniti na biljke, gdje se genetskim inženjeringom stvara auxotrophic pojedinac, bilo za metionin, biotin, auksin, itd..

Primjena u genetskom inženjerstvu

Auxotrophic mutants su naširoko koristi u laboratorijima gdje genetski inženjering protokoli se provode. Jedan od ciljeva tih molekularnih praksi je poučavanje plazmida kojeg je istraživač konstruirao u prokariotskom sustavu. Ovaj se postupak naziva "dopunjavanje auksotrofije".

Plazmid je kružna molekula DNA, tipična za bakterije, koja se neovisno replicira. Plazmidi mogu sadržavati korisne informacije koje koristi bakterija, na primjer, otpornost na antibiotik ili gen koji mu omogućuje sintetiziranje hranjivih tvari od interesa.

Istraživači koji žele uvesti plazmid u bakteriju mogu koristiti auxotrophic soj za određenu hranjivu tvar. Genetska informacija potrebna za sintezu hranjivih tvari kodirana je u plazmidu.

Na taj se način priprema minimalni medij (koji ne sadrži hranjivu tvar koju mutantni soj ne može sintetizirati) i bakterije se sije s plazmidom.

Samo bakterija koja je uključila ovaj dio plazmidne DNA moći će rasti u mediju, dok će bakterija koja nije uspjela uhvatiti plazmid umrijeti zbog nedostatka hranjivih tvari..

reference

  1. Benito, C., i Espino, F. J. (2012). Genetika, bitni pojmovi. Uvodnik Panamericana Medical.
  2. Brock, T.D., & Madigan, M.T. (1993). mikrobiologija. Prentice-Hall Hispanoamericana,.
  3. Griffiths, A.J., Wessler, S.R., Lewontin, R.C., Gelbart, W.M., Suzuki, D.T., & Miller, J.H. (2005). Uvod u genetsku analizu. Macmillan.
  4. Izquierdo Rojo, M. (2001). Genetski inženjering i prijenos gena. piramida.
  5. Molina, J.L.M. (2018). 90 problema riješeno je genetskim inženjerstvom. Sveučilište Miguel Hernández.
  6. Tortora, G.J., Funke, B.R. i Case, C.L. (2007). Uvod u mikrobiologiju. Uvodnik Panamericana Medical.