Prototrofisch

Prototrofen zijn cellen die in een minimum kweekmedium kunnen groeien en de benodigde aminozuren produceren om te groeien. Bron: Wikimedia Commons

Wat zijn prototrofisch?

De prototrofisch Het zijn micro -organismen of cellen die in staat zijn om aminozuren te produceren die moeten groeien. Deze term wordt in het algemeen gebruikt in relatie tot een bepaalde stof. Het is tegen de term auxotrofe.

Deze laatste term wordt gebruikt om een ​​micro -organisme te definiëren dat alleen in een kweekmedium kan groeien en vermenigvuldigen als een specifieke voedingsstof is toegevoegd. In het geval van de prototrof kan het zonder een dergelijke stof bloeien omdat hij het zelf kan produceren.

Een organisme of een stam, bijvoorbeeld, niet in staat om te groeien in afwezigheid van arginine, zou arginina auxotrofe worden genoemd. De prototrofe arginine -stam zal ondertussen groeien en zich onafhankelijk voortplanten van de aanwezigheid of afwezigheid van arginine in het kweekmedium. 

Kortom, een auxotrofe stam heeft een functionele metabole route verloren waardoor deze een fundamentele, onmisbare stof kan synthetiseren voor zijn vitale processen.

Dit gebrek is over het algemeen te wijten aan een mutatie. De mutatie genereert een nul allel dat niet de biologische capaciteit heeft om een ​​stof te produceren die aanwezig is in de prototrofe.

Toepassingen

Biochemie

Auxotrofe genetische markers worden vaak gebruikt in moleculaire genetica. Elk gen bevat de informatie die codeert voor een eiwit. Dit werd aangetoond door onderzoekers George Beadle en Edward Tatum, in het werk dat hen schuldeisers van de Nobelprijs maakte.

Deze specificiteit van de genen maakt het in kaart gebracht van biosynthetische of biochemische routes. Een mutatie van een gen leidt tot een mutatie van een eiwit. Op deze manier kan het worden bepaald in de auxotrofe stammen van de bestudeerde bacteriën die enzymen disfunctioneel zijn vanwege mutaties.

Kan u van dienst zijn: erysipelothrix rhusiopathiae

Een andere methode om biosynthetische routes te bepalen, is het gebruik van auxotrofe stammen van specifieke aminozuren. In deze gevallen wordt de noodzaak van dergelijke aminozuren door stammen om niet -natuurlijke analoge aminozuren van eiwitten in kweekmedia toe te voegen, gebruikt.

Bijvoorbeeld de substitutie van fenylalanine door fenylalanine in stammen van stammen van Escherichia coli Auxotrofe voor fenylalanine.

Auxotrofe markers

Mutaties binnen de genen die coderen voor enzymen die deelnemen aan de weg voor de biosynthese van metabole constructiemoleculen, worden gebruikt als markers in de overgrote meerderheid van genetische experimenten met gist.

De voedingstekort veroorzaakt door mutatie (auxotrofie) kan worden gecompenseerd door de vereiste voedingsstof in de groeiomgeving te bieden.

Een dergelijke compensatie is echter niet noodzakelijk kwantitatief, omdat mutaties verschillende fysiologische parameters beïnvloeden en synergetisch kunnen werken.

Hierdoor zijn studies uitgevoerd om prototrofe stammen te verkrijgen met het oog op het elimineren van auxotrofe markers en het verminderen van vertekening in fysiologische en metabole studies.

De AMES -test

De AMES -test, ook wel mutagenesetest genoemd van Salmonella, werd ontwikkeld door Bruce N. Ames in de jaren zeventig om te bepalen of een chemicus een mutagen is.

Het is gebaseerd op het principe van omgekeerde mutatie of achterste mutatie. Gebruik meerdere stammen van Salmonella Typhimurium Histidine auxotrofe.

Het vermogen van een chemische stof om mutatie te veroorzaken, wordt gemeten door het toe te passen op bacteriën op een histidineplaat. Bacteriën worden vervolgens verplaatst naar een nieuwe slechte plaat in histidine.

Als de stof niet mutagenisch is, zouden bacteriën geen groei vertonen in de nieuwe plaque. Integendeel, auxotrofe bacteriën tot histidine zullen muteren tot prototrofe tot histidine.

Kan u van dienst zijn: mycoplasmaTeelt van bacteriën prototrofe salmonella typhimurium. Genomen en bewerkt uit: SUN14916 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)], van Wikimedia Commons

De vergelijking van het aandeel bacteriegroei in plaques met en zonder behandeling, maakt het mogelijk om de mutagene kracht van de verbinding op bacteriën te kwantificeren.

Dit mogelijke mutagene effect op bacteriën duidt op de mogelijkheid om dezelfde effecten in andere organismen te veroorzaken, inclusief mensen.

Er wordt aangenomen dat een verbinding die een mutatie in bacterieel DNA kan veroorzaken, ook in staat kan zijn om mutaties te produceren die kanker kunnen veroorzaken.

Andere toepassingen bij de AMES -test

Ontwikkeling van nieuwe stammen

De AMES -test is toegepast om nieuwe bacteriestammen te verkrijgen. Er zijn bijvoorbeeld slechte nitroreductase -stammen ontwikkeld.

Deze stammen worden gebruikt om het metabolisme van xenobiotica en DNA -reparatiesystemen te bestuderen. Ze zijn ook nuttig geweest voor het evalueren van de metabole mechanismen van nitrogroepen om actieve mutagenen te produceren, evenals nitratiemechanismen van genotoxische verbindingen.

Antimutogenese

De AMES -test is ook gebruikt als een hulpmiddel om natuurlijke antimmutagens te bestuderen en te classificeren. Antimmutageno's zijn verbindingen die mutagene laesies in DNA kunnen verminderen, voornamelijk door het verbeteren van hun reparatiesystemen.

Op deze manier vermijden dergelijke verbindingen de eerste stappen van de ontwikkeling van kanker. Sinds het begin van de jaren 80 (van de 20e eeuw) hebben Ames en medewerkers studies uitgevoerd om de verminderingen van genotoxinen en kankerrisico's te evalueren door een dieet dat rijk is aan antimmutenos.

Ze zagen dat populaties met diëten met hoge niveaus van antimmutageno's minder risico's vormden op het ontwikkelen van gastro -kanker.

Kan u dienen: Trichomonas Hominis: kenmerken, morfologie, biologische cyclus

De AMES -test is veel gebruikt om verschillende plantenextracten te bestuderen waarvan bekend is dat ze mutageniteit verminderen. Deze studies hebben ook aangetoond dat plantencomponenten niet altijd onschadelijk zijn. Veel eetbare planten hebben bewezen genotoxische effecten te hebben.

De AMES -test is ook nuttig aangetoond om de toxische of antimutagene effecten van natuurlijke verbindingen te detecteren die vaak worden gebruikt in alternatieve geneeskunde.

Referenties

1. B. Arriaga-Alba, r. Montero-Montoya, J.J. Espinosa. De Ames-test in eenentwintig eeuwse eeuw. Onderzoek en beoordelingen: A Journal of Toxicology.
2. F. Fröhlich, r. Christiano, T.C. Walther. Native SILAC: metabole labeling van eiwitten in protrofe micro -organismen op basis van lysinesynthese regulatie. Moleculaire en cellulaire proteomica.