Auxotroph

Auxotrophen sind Mikroorganismen, die, zu wachsen, eine Ernährungsbedarf benötigen, die sie aufgrund einer Mutation verloren haben

Was ist ein Auxotroph?

A Auxotroph Es ist ein Mikroorganismus, der ohne einen spezifischen Ernährungsbedarf natürlich nicht wachsen kann, der aufgrund einer Mutation verloren geht. Das heißt, es zu kultivieren, es im Labor, diese Substanz, die fehlt, weil sie es nicht selbst synthetisieren kann.

Zum Beispiel sagen wir, dass der Organismus Auxotroph für Valine ist, was darauf hinweist.

Auf diese Weise können wir zwei Phänotypen unterscheiden: "Die Mutante", die dem Auxotroph für Valin entspricht - unter Berücksichtigung unseres vorherigen hypothetischen Beispiels - und "das Original" oder Wild, das die Aminosäure korrekt synthetisieren kann. Letzteres heißt Prototroph.

Die Auxotrophie stammt aus einer spezifischen Mutation, die zum Verlust der Fähigkeit führt, jedes Element wie eine Aminosäure oder eine andere organische Komponente zu synthetisieren.

In der Genetik ist eine Mutation eine Änderung oder Modifikation der DNA -Sequenz. Im Allgemeinen die inaktive Mutation zu einem Schlüsselenzym auf einer Syntheseroute.

Wie sind auxotrophe Organismen?

Im Allgemeinen erfordern Mikroorganismen eine Reihe unverzichtbarer Nährstoffe für ihr Wachstum. Ihr Mindestbedarf ist immer eine Kohlenstoffquelle, eine Energiequelle und verschiedene Ionen.

Organismen, die zusätzliche Nährstoffe für Grundlagen benötigen, sind Auxotrophen für diese Substanz und stammen aus DNA -Mutationen.

Nicht alle Mutationen, die im genetischen Material eines Mikroorganismus auftreten, beeinflussen ihre Wachstumskapazität gegen einen bestimmten Nährstoff.

Kann Ihnen dienen: Staphylococcus saprophyticus

Eine Mutation kann auftreten, und dies hat keinen Einfluss auf den Mikroorganismus -Phänotyp, der als stille Mutationen bezeichnet wird, da sie die Proteinsequenz nicht verändern.

Somit beeinflusst die Mutation ein ganz bestimmtes Gen, das für ein unverzichtbares Protein eines metabolischen Weges kodiert, das eine primäre Substanz für den Körper synthetisiert. Die erzeugte Mutation muss das Gen inaktivieren oder das Protein beeinflussen.

Im Allgemeinen betrifft es wichtige Enzyme. Die Mutation muss eine Änderung der Sequenz einer Aminosäure erzeugen, die die Struktur des Proteins signifikant verändert und somit ihre Funktionalität verschwindet. Es kann auch das aktive Zentrum des Enzyms beeinflussen.

Beispiele in Saccharomyces cerevisiae

S. cerevisiae Es ist ein einzelliger Pilz, der im Volksmund als Bierhefe bekannt ist. Es wird für die Herstellung von essbaren Produkten für den Menschen wie Brot und Bier verwendet.

Dank seines Nutzens und des einfachen Wachstums im Labor ist es eines der am häufigsten verwendeten biologischen Modelle. Es ist also bekannt, dass spezifische Mutationen eine Auxotrophie verursachen.

Histidin -Auxotrophen

Histidin ist eine der 20 Aminosäuren, die Proteine ​​bilden. Gruppe r dieses Moleküls wird von einer Imidazol -Gruppe mit positiver Belastung gebildet.

Obwohl bei Tieren, einschließlich Menschen.

Das His3 -Gen in dieser Hefe kodiert für die Enzym Imidazolglycerol -Phosphat -Dehydrogenase, die am Weg des Syntheacid -Histidins beteiligt ist.

Es kann Ihnen dienen: Bacillus clausii

Die Mutationen in diesem Gen (His3^-) Sie führen zu Histidin -Aidotrophie. Daher können sich diese Mutanten nicht in einem Medium vermehren, dem der Nährstoff fehlt.

Auxotrophe für Tryptophan

In ähnlicher Weise ist Tryptophan eine Aminosäure hydrophobe Natur, die als Gruppe A Indol -Gruppe hat. Als vordere Aminosäure muss dies in die Ernährung von Tieren einbezogen werden, aber Mikroorganismen können sie synthetisieren.

Das TRP1 -Gen kodiert für das Phosphotribosylenzym Antranilat -Isomerase, das am anabolen Weg des Tryptophan beteiligt ist. Wenn in diesem Gen eine Änderung auftritt, wird eine TRP1 -Mutation erhalten^- das macht den Organismus unfähig, die Aminosäure zu synthetisieren.

Auxotrophe für Pyrimidine

Pyrimidine sind organische Verbindungen, die Teil des genetischen Materials lebender Organismen sind. Insbesondere sind sie in den stickstoffhaltigen Basen gefunden, die Teil von Timin, Cytosin und Uracil sind.

In diesem Pilz kodiert das URA3-Gen für das ORID-5-Phosphat-Diktatenzym. Dieses Protein ist dafür verantwortlich, einen Schritt in der Synthese zu katalysieren von novo von Pyrimidinen. Mutationen, die dieses Gen beeinflussen.

Uridin ist eine Verbindung, die sich aus der Vereinigung der Uracil -Stickstoffbase mit einem Ribose -Ring ergibt. Beide Strukturen sind durch eine glucosidische Bindung verbunden.

Anwendungen

Auxotrophie ist ein sehr nützliches Merkmal in mikrobiologischen Studien für die Auswahl von Organismen im Labor.

Das gleiche Prinzip kann auf Pflanzen angewendet werden, wobei durch Gentechnik ein auxotropher Individuum entsteht, entweder für Methoden, Biotin, Auxin usw.

Kann Ihnen dienen: Enterococcus

Anwendung in Gentechnik

Auxotrophs -Mutanten werden in Laboratorien, in denen Gentechnik -Protokolle durchgeführt werden, häufig verwendet.

Eines der Ziele dieser molekularen Praktiken ist die Anweisung eines vom Forschers in einem prokaryotischen System erstellten Plasmid. Dieses Verfahren wird als "Auxotrophy -Komplementation" bezeichnet.

Ein Plasmid ist ein kreisförmiges DNA -Molekül, das für Bakterien typisch ist, die unabhängig repliziert werden. Plasmide können nützliche Informationen enthalten, die von Bakterien verwendet werden, z. B. Resistenz gegen ein Antibiotikum oder ein Gen.

Forscher, die ein Plasmid in einem Bakterium einführen möchten, können einen auxotrophen Stamm für einen bestimmten Nährstoff verwenden. Die für die Nährstoffsynthese erforderliche genetische Informationen sind im Plasmid codiert.

Auf diese Weise wird ein minimales Medium hergestellt (das nicht den Nährstoff enthält, den der mutierte Stamm nicht synthetisieren kann), und Bakterien werden mit Plasmid gesät.

Nur die Bakterien, die diesen Teil der Plasma -DNA einbezogen haben, kann in der Mitte wachsen, während die Bakterien, die das Plasmid nicht erfasst.

Verweise

1. Benito, c., & Espino, f. J. Genetik, wesentliche Konzepte. Pan -American Medical Editorial.
2. Brock, t. D., & Madigan, m. T. Mikrobiologie. Hispanoamerican Prentice-Hall.
3. Rote links, m. Gentechnik und Gentransfer. Pyramide.