Auxotrofe

Auxotrofen zijn micro -organismen die, om te groeien, een voedingsvereiste nodig hebben die ze hebben verloren door een mutatie

Wat is een auxotrofe?

A Auxotrofe Het is een micro -organisme dat niet op natuurlijke wijze kan groeien zonder een specifieke voedingsvereiste, die verloren door een mutatie. Dat wil zeggen, om het in het laboratorium te cultiveren, moet deze stof die ontbreekt, omdat het niet zelf kan synthetiseren.

We zeggen bijvoorbeeld dat het organisme auxotrof voor valine is, wat aangeeft dat het individu in kwestie dit aminozuur nodig heeft om in het kweekmedium te worden toegepast, omdat hij het niet alleen kan produceren.

Op deze manier kunnen we twee fenotypes onderscheiden: "de mutant", die overeenkomt met de auxotrof voor valine - rekening houdend met ons vorige hypothetische voorbeeld - en "het originele" of wild, dat het aminozuur correct kan synthetiseren. De laatste wordt prototrof genoemd.

Auxotrofe is afkomstig van een specifieke mutatie die leidt tot het verlies van het vermogen om elk element te synthetiseren, zoals een aminozuur of een andere organische component.

In genetica is een mutatie een verandering of modificatie van de DNA -sequentie. Over het algemeen de inactieve mutatie naar een belangrijk enzym op een syntheseroute.

Hoe zijn auxotrofe organismen?

Over het algemeen vereisen micro -organismen een reeks onmisbare voedingsstoffen voor hun groei. Uw minimale behoeften zijn altijd een bron van koolstof, een energiebron en verschillende ionen.

Organismen die extra voedingsstoffen nodig hebben voor basisprincipes zijn auxotrofen voor deze stof en zijn afkomstig van DNA -mutaties.

Niet alle mutaties die optreden in het genetische materiaal van een micro -organisme zullen hun groeicapaciteit tegen een bepaalde voedingsstof beïnvloeden.

Kan u van dienst zijn: Staphylococcus saprofyticus

Een mutatie kan optreden en dit heeft geen effect op het fenotype van het micro -organisme, dat bekend staat als stille mutaties, omdat ze de eiwitsequentie niet wijzigen.

Aldus beïnvloedt de mutatie een zeer specifiek gen dat codeert voor een onmisbaar eiwit van een metabole route die een primaire stof voor het lichaam synthetiseert. De gegenereerde mutatie moet het gen inactiveren of het eiwit beïnvloeden.

Over het algemeen beïnvloedt het belangrijke enzymen. De mutatie moet een verandering in de sequentie van een aminozuur veroorzaken dat de structuur van het eiwit aanzienlijk verandert en dus de functionaliteit ervan verdwijnt. Het kan ook de actieve plaats van het enzym beïnvloeden.

Voorbeelden in Saccharomyces cerevisiae

S. cerevisiae Het is een eencellige schimmel in de volksmond bekend als biergist. Het wordt gebruikt voor de productie van eetbare producten voor de mens, zoals brood en bier.

Dankzij het nut en de gemakkelijke groei in het laboratorium is het een van de meest gebruikte biologische modellen, dus het is bekend dat specifieke mutaties auxotrofie veroorzaken.

Histidine auxotrofen

Histidine is een van de 20 aminozuren die eiwitten vormen. Groep R van dit molecuul wordt gevormd door een imidazolgroep met positieve belasting.

Hoewel bij dieren, inclusief mensen, het een essentieel aminozuur is - dat wil zeggen, ze kunnen het niet synthetiseren en moeten het opnemen door dieet - micro -organismen kunnen het synthetiseren.

Het His3 -gen in deze gist codeert voor het enzym imidazolglycerol fosfaatdehydrogenase, dat deelneemt aan het pad van de syntheacid histidine.

Het kan je van dienst zijn: Bacillus clausii

De mutaties in dit gen (His3^-) Ze resulteren in histidine -aidotrofie. Aldus kunnen deze mutanten zich niet verspreiden in een medium dat de voedingsstof mist.

Auxotrofen voor tryptofaan

Evenzo is tryptofaan een aminozuur van hydrofobe aard dat als groep A indolgroep heeft. Als het voorste aminozuur moet dit worden opgenomen in het dieet van dieren, maar micro -organismen kunnen het synthetiseren.

Het TRP1 -gen codeert voor het fosforibosyl -enzymantranilaat isomerase, dat betrokken is bij de anabole route van de tryptofaan. Wanneer een verandering in dit gen optreedt, wordt een TRP1 -mutatie verkregen^- dat het organisme arbeidsongeschikt maakt om het aminozuur te synthetiseren.

Auxotrofen voor pyrimidines

Pyrimidines zijn organische verbindingen die deel uitmaken van het genetische materiaal van levende organismen. In het bijzonder worden ze gevonden in de stikstofbases, die deel uitmaken van Timin, Cytosine en Uracil.

In deze schimmel codeert het URA3-gen voor het orid-5-fosfaatdictaat-enzym. Dit eiwit is verantwoordelijk voor het katalyseren van een stap in synthese van novo van pyrimidines. Daarom veroorzaken mutaties die dit gen beïnvloeden, auxotrofie voor uridine of uracil.

Uridine is een verbinding die het gevolg is van de vereniging van de stikstofbasis Uracil met een ribosring. Beide structuren worden gekoppeld door een glucosidebinding.

Toepassingen

Auxotrofe is een zeer nuttig kenmerk in microbiologie -gerelateerde studies, voor de selectie van organismen in het laboratorium.

Ditzelfde principe kan worden toegepast op planten, waarbij door genetische manipulatie een auxotrofe persoon wordt gemaakt, hetzij voor Methodin, Biotin, Auxin, enz.

Kan u van dienst zijn: Enterococcus

Toepassing in genetische manipulatie

Auxotrofen -mutanten worden veel gebruikt in laboratoria waar genetische manipulatieprotocollen worden uitgevoerd.

Een van de doelstellingen van deze moleculaire praktijken is de instructie van een plasmide dat door de onderzoeker is gebouwd in een prokaryotisch systeem. Deze procedure staat bekend als "auxotrofee complementatie".

Een plasmide is een cirkelvormig DNA -molecuul, typisch voor bacteriën, die onafhankelijk worden gerepliceerd. Plasmiden kunnen nuttige informatie bevatten die wordt gebruikt door bacteriën, bijvoorbeeld resistentie tegen een antibioticum of een gen waarmee u een voedingsstof van interesse kunt synthetiseren.

Onderzoekers die een plasmide in een bacterie willen introduceren, kunnen een auxotrofe stam gebruiken voor een specifieke voedingsstof. De genetische informatie die nodig is voor voedingssynthese is gecodeerd in het plasmide.

Op deze manier wordt een minimaal medium bereid (dat niet de voedingsstof bevat die de mutante stam niet kan synthetiseren) en worden bacteriën gezaaid met plasmide.

Alleen de bacteriën die dit deel van het plasma -DNA hebben opgenomen, kunnen in het midden groeien, terwijl de bacteriën die het plasmide niet vangen, zullen sterven vanwege het gebrek aan voedingsstoffen.

Referenties

1. Benito, c., & Espino, f. J. Genetica, essentiële concepten. Pan -Amerikaans medisch redactioneel.
2. Brock, T. D., & Madigan, m. T. Microbiologie. Hispano-Amerikaanse Prentice-Hall.
3. Rood links, m. Genetische manipulatie en genoverdracht. Piramide.