Auxotróf eredet, példa és alkalmazások

egy auxotrófok olyan mikroorganizmus, amely nem képes bizonyos típusú tápanyag vagy szerves vegyület szintetizálására, amely az említett egyed növekedéséhez szükséges. Ezért ez a törzs csak akkor szaporodhat, ha a tápanyagot hozzáadjuk a táptalajhoz. Ez a táplálkozási igény a genetikai anyag mutációjának eredménye.

Ez a meghatározás általában különleges feltételekre vonatkozik. Például azt mondjuk, hogy a szervezet auxinotrofikus a valinra, ami azt jelzi, hogy a szóban forgó személynek szüksége van erre az aminosavra a táptalajban, mivel nem képes önmagában előállítani..

Ily módon két fenotípust különböztethetünk meg: "a mutáns", amely az auxotrófnak felel meg a valin esetében - figyelembe véve az előző hipotetikus példánkat, bár bármilyen tápanyagra - és az eredetire vagy vadra - auxotróf lehet, amely helyesen képes szintetizálni aminosav Az utóbbit prototrófnak nevezik.

Az auxotrófiát valamilyen specifikus mutáció okozza, ami bizonyos elem, például aminosav vagy más szerves komponens szintetizálásának elvesztéséhez vezet..

A genetikában a mutáció a DNS-szekvencia változása vagy módosítása. A mutáció általában szintetikus úton inaktiválja a kulcs enzimet.

index

• 1 Hogyan származik az auxotróf szervezetek?
• 2 Példák a Saccharomyces cerevisiae-ban
  • 2.1 Auxotrófok hisztidin számára
  • 2.2. Auxotrófok triptofánra
  • 2.3 A pirotidinek auxotrófjai
• 3 Alkalmazások
  • 3.1 Alkalmazás a géntechnológiában
• 4 Referenciák

Hogyan származnak az auxotróf szervezetek?

Általában a mikroorganizmusok növekedésükhöz alapvető tápanyagokat igényelnek. A minimális igények mindig szénforrás, energiaforrás és különböző ionok.

Azok a szervezetek, amelyeknek az alapvető tápanyagokra van szükségük, az auxotrófok, és a DNS-mutációkból származnak..

Nem minden mikroorganizmus genetikai anyagában előforduló mutáció befolyásolja annak képességét, hogy növekedjen egy bizonyos tápanyaggal szemben.

Mutáció léphet fel, és ez nem befolyásolja a mikroorganizmus fenotípusát - ezeket néma mutációknak nevezik, mivel nem módosítják a fehérje szekvenciát.

Így a mutáció egy nagyon specifikus gént érinti, amely egy olyan metabolikus útvonal lényeges fehérjét kódolja, amely egy lényeges anyagot szintetizál a szervezet számára. A létrehozott mutációnak inaktiválnia kell a gént, vagy befolyásolnia kell a fehérjét.

Általában a legfontosabb enzimeket érinti. A mutációnak megváltoztatnia kell egy aminosav szekvenciáját, amely jelentősen megváltoztatja a fehérje szerkezetét, és így funkcionalitása eltűnik. Ez befolyásolhatja az enzim aktív helyét is.

Példák a Saccharomyces cerevisiae

S. cerevisiae Ez egy egysejtű gomba, amely népszerűen a sör élesztőjeként ismert. Az emberi fogyasztásra alkalmas ehető termékek, például a kenyér és a sör előállítására szolgál.

A hasznosságának és a laboratóriumi könnyű növekedésnek köszönhetően az egyik legelterjedtebb biológiai modell, ezért ismert, hogy a specifikus mutációk auxotrófiát okoznak.

Auxotrófok hisztidin számára

A hisztidin (a betű nomenklatúrájában rövidítve, H és három betű, mint His) egyike a fehérjéket képező 20 aminosavnak. Ennek a molekulának az R csoportját pozitív töltésű imidazolcsoport képezi.

Bár az állatokban, beleértve az embereket is, esszenciális aminosav, azaz nem lehet szintetizálni, és az étrendbe be kell építeni - a mikroorganizmusok képesek szintetizálni.

A gén HIS3 ebben az élesztőben az imidazolglicerol-foszfát-dehidrogenáz enzimet kódolja, amely részt vesz a hisztidin aminosav szintézisének útjában..

Mutációk ebben a génben (his3^-) a hisztidin auxotrófiáját eredményezi. Így ezek a mutánsok nem képesek a tápanyagot nem tartalmazó közegben proliferálni.

Auxotrófok triptofánra

Hasonlóképpen, a triptofán egy hidrofób karakterű aminosav, amelynek R csoportja egy indolcsoport. Az előző aminosavhoz hasonlóan be kell építeni az állatok étrendjébe, de a mikroorganizmusok szintetizálhatják azt.

A gén TRP1 a foszforibozil-antranilát-izomeráz enzimet kódolja, amely részt vesz a triptofán anabolikus úton. Ha ez a gén megváltozik, mutációt kapunk trp1^-hogy a szervezet képes az aminosav szintetizálására.

Auxotrófok a pirimidinekhez

A pirimidinek olyan szerves vegyületek, amelyek az élő szervezetek genetikai anyagának részét képezik. Konkrétan ezek a nitrogénbázisokban találhatók, amelyek a timin, a citozin és az uracil részét képezik.

Ebben a gombaban a gén URA3 az orotidin-5'-foszfát-dekarboxiláz enzimet kódolja. Ez a fehérje felelős a szintézis lépésének katalizálásáért de novo a pirimidinek. Ezért a génre ható mutációk az uridin vagy uracil auxotrófiát okoznak.

Az uridin olyan vegyület, amely a nitrogénbázis uracil és egy ribózgyűrű összekapcsolódásából származik. Mindkét struktúrát egy glikozid kötés kapcsolja össze.

alkalmazások

Az auxotrófia nagyon hasznos funkció a mikrobiológiával kapcsolatos vizsgálatokban, a laboratóriumi szervezetek kiválasztásában.

Ugyanez az elv alkalmazható a növényekre is, ahol géntechnológiával egy auxotróf egyén jön létre, akár metionin, biotin, auxin, stb..

Alkalmazás a géntechnológiában

Az auxotróf mutánsokat széles körben használják laboratóriumokban, ahol genetikai mérési protokollokat hajtanak végre. Ezeknek a molekuláris gyakorlatoknak az egyik célja a kutató által egy prokarióta rendszerben épített plazmid utasítása. Ezt az eljárást "auxotróf kiegészítésnek" nevezik..

A plazmid egy olyan kör alakú DNS-molekula, amely tipikusan baktériumokhoz replikálódik. A plazmidok tartalmazhatnak hasznos információt, amelyet a baktérium használ, például egy antibiotikummal vagy egy olyan génnel szembeni rezisztenciát, amely lehetővé teszi, hogy szintetizálja a kívánt tápanyagot.

Azok a kutatók, akik plazmidot kívánnak bevinni egy baktériumba, auxotróf törzset használhatnak egy adott tápanyagra. A tápanyag szintéziséhez szükséges genetikai információ a plazmidban van kódolva.

Ily módon a minimális tápközeget (amely nem tartalmazza a mutáns törzs nem szintetizálható tápanyagát) és a baktériumokat a plazmiddal vetjük be.

Csak azok a baktériumok képesek növekedni a közegben, amelyek beépítették a plazmid DNS-t, míg a plazmidot nem képes baktériumok meghalnak a tápanyag hiánya miatt..

referenciák

1. Benito, C., és Espino, F. J. (2012). Genetika, alapvető fogalmak. Szerkesztői Panamericana Medical.
2. Brock, T. D. és Madigan, M. T. (1993). mikrobiológia. Prentice-Hall Hispanoamericana,.
3. Griffiths, A. J., Wessler, S. R., Lewontin, R.C., Gelbart, W.M., Suzuki, D.T., és Miller, J.H. (2005). Bevezetés a genetikai elemzésbe. Macmillan.
4. Izquierdo Rojo, M. (2001). Géntechnológia és génátvitel. piramis.
5. Molina, J. L. M. (2018). 90 megoldotta a genetikai tervezés problémáit. Miguel Hernández Egyetem.
6. Tortora, G. J., Funke, B. R. és Case, C. L. (2007). Bevezetés a mikrobiológiába. Szerkesztői Panamericana Medical.