Prototrophe

Prototrophen sind Zellen, die in einem minimalen Kulturmedium wachsen und die notwendigen Aminosäuren produzieren können, um zu wachsen. Quelle: Wikimedia Commons

Was sind prototrophe?

Der Prototrophe Sie sind Mikroorganismen oder Zellen, die Aminosäuren produzieren können, die zum Wachstum erforderlich sind. Dieser Begriff wird im Allgemeinen in Bezug auf eine bestimmte Substanz verwendet. Es ist gegen den Begriff Auxotroph.

Dieser letzte Term wird verwendet, um einen Mikroorganismus zu definieren, der in der Lage ist, nur dann in einem Kulturmedium zu wachsen und sich zu multiplizieren, wenn ein spezifischer Nährstoff zugesetzt wurde. Im Fall des Prototrophen kann es ohne solche Substanz gedeihen, weil er es selbst produzieren kann.

Ein Organismus oder ein Stamm zum Beispiel, der ohne Arginin nicht wachsen kann, würde als Arginina -Auxotrophe bezeichnet. Der prototrophe Argininstamm wächst und reproduziert sich unabhängig von der Anwesenheit oder Abwesenheit von Arginin im Kulturmedium. 

Grundsätzlich hat ein auxotropher Stamm einen funktionellen metabolischen Weg verloren, der es ihm ermöglichte, eine grundlegende, unverzichtbare Substanz für seine lebenswichtigen Prozesse zu synthetisieren.

Dieser Mangel ist im Allgemeinen auf eine Mutation zurückzuführen. Die Mutation erzeugt ein Null -Allel, das nicht die biologische Fähigkeit hat, eine im Prototroph vorhandene Substanz zu erzeugen.

Anwendungen

Biochemie

Auxotrophe genetische Marker werden häufig in der molekularen Genetik verwendet. Jedes Gen enthält die Informationen, die ein Protein codieren,. Dies wurde von den Forschern George Beadle und Edward Tatum in der Arbeit gezeigt, die sie zu Gläubigern des Nobelpreises machten.

Diese Spezifität der Gene ermöglicht die Zuordnung von Biosynthese- oder biochemischen Routen. Eine Mutation eines Gens führt zu einer Mutation eines Proteins. Auf diese Weise kann es in den auxotrophen Stämmen der Bakterien bestimmt werden, die untersucht werden, welche Enzyme aufgrund von Mutationen dysfunktional sind.

Kann Ihnen dienen: Erysipelothrix rhusiopathien

Eine andere Methode zur Bestimmung von Biosynthesewegen ist die Verwendung von auxotrophen Stämmen spezifischer Aminosäuren. In diesen Fällen wird die Notwendigkeit solcher Aminosäuren nach Stämmen verwendet, um nicht natürliche analoge Aminosäuren von Proteinen in Kulturmedien hinzuzufügen.

Zum Beispiel die Substitution von Phenylalanin durch Phenylalanin in Stämmen von Stämmen von Escherichia coli Auxotrophe für Phenylalanin.

Auxotrophe Marker

Mutationen innerhalb der Gene, die Enzyme codieren, die an dem Weg für die Biosynthese von metabolischen Konstruktionsmolekülen beteiligt sind, werden als Marker in der überwiegenden Mehrheit der genetischen Experimente mit Hefe verwendet.

Der durch Mutation (Auxotrophie) verursachte Ernährungsmangel kann durch die Bereitstellung des erforderlichen Nährstoffs in der Wachstumsumgebung kompensiert werden.

Eine solche Kompensation ist jedoch nicht unbedingt quantitativ, da Mutationen mehrere physiologische Parameter beeinflussen und synergistisch wirken können.

Aus diesem Grund wurden Studien durchgeführt, um prototrophe Stämme zu erhalten, um auxotrophe Marker zu beseitigen und die Verzerrung der physiologischen und metabolischen Studien zu verringern.

Der Ames -Test

Der Ames -Test, auch Mutagenese -Test von genannt Salmonellen, wurde von Bruce N entwickelt. Ames in den 1970er Jahren, um festzustellen, ob ein Chemiker ein Mutagen ist.

Es basiert auf dem Prinzip der umgekehrten Mutation oder der hinteren Mutation. Verwenden Sie mehrere Stämme von Salmonella typhimurium Histidin -Auxotrophe.

Die Leistung einer Chemikalie zur Verursachung von Mutation wird gemessen, indem sie auf Bakterien auf einer Histidinplatte angewendet wird. Bakterien werden anschließend auf eine neue schlechte Platte in Histidin bewegt.

Wenn die Substanz nicht mutagen ist, würde Bakterien kein Wachstum in der neuen Plaque zeigen. Im Gegenteil, auxotrophe Bakterien zu Histidin.

Kann dir dienen: mycoplasmaKultivierung von Bakterienprototrophalmonellen Typhimurium. Genommen und bearbeitet von: sun14916 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)] aus Wikimedia Commons

Der Vergleich des Anteils des Bakterienwachstums in Plaques mit und ohne Behandlung ermöglicht es, die mutagene Kraft der Verbindung auf Bakterien zu quantifizieren.

Diese mögliche mutagene Wirkung auf Bakterien weist auf die Möglichkeit hin, in anderen Organismen, einschließlich Menschen, die gleichen Wirkungen zu verursachen.

Es wird angenommen, dass eine Verbindung, die in der Lage ist, eine Mutation in bakterieller DNA zu verursachen, auch Mutationen produzieren kann, die Krebs verursachen können.

Andere Anwendungen für den Ames -Test

Entwicklung neuer Stämme

Der Ames -Test wurde angewendet, um neue Bakterienstämme zu erhalten. Zum Beispiel wurden schlechte Nitrooreduktase -Stämme entwickelt.

Diese Stämme werden verwendet, um den Stoffwechsel von Xenobiotika und DNA -Reparatursystemen zu untersuchen. Sie waren auch nützlich, um die Stoffwechselmechanismen von Nitrogrups zur Herstellung von aktiven Mutagenen sowie Nitrierungsmechanismen genotoxischer Verbindungen zu bewerten.

Antimutogenese

Der AMES -Test wurde auch als Instrument zum Untersuchung und Klassifizieren natürlicher Antimmussagen verwendet. Antimmutagenos sind Verbindungen, die mutagene Läsionen in DNA reduzieren können, hauptsächlich durch Verbesserung ihrer Reparatursysteme.

Auf diese Weise vermeiden solche Verbindungen die ersten Schritte der Krebsentwicklung. Seit Beginn der 80er (des 20. Jahrhunderts) haben Ames und Mitarbeiter Studien durchgeführt, um die Reduktion von Genotoxinen und Krebsrisiken durch eine Diät zu bewerten, die reich an Antimmutenos ist.

Sie beobachteten, dass Populationen mit Diäten mit einem hohen Maß an Antimmutagenos weniger Risiken für die Entwicklung von gastroentischen Krebs darstellten.

Kann Ihnen dienen: Trichomonas hominis: Eigenschaften, Morphologie, biologischer Zyklus

Der AMES -Test wurde häufig verwendet, um mehrere Pflanzenextrakte zu untersuchen, von denen bekannt ist, dass sie die Mutagenität verringern. Diese Studien haben auch gezeigt, dass Pflanzenkomponenten nicht immer harmlos sind. Viele essbare Pflanzen haben sich als genotoxische Wirkungen erwiesen.

Der AMES -Test hat sich auch als nützlich erwiesen, um die toxischen oder antimutagenen Wirkungen natürlicher Verbindungen nachzuweisen, die häufig in der alternativen Medizin eingesetzt werden.

Verweise

1. B. Arriaga-Alba, r. Montero-Montoya, J.J. Espinosa. Der Ames-Test in zwanzig Jahrhundert. Forschung und Überprüfungen: Ein Journal of Toxicology.
2. F. Fröhlich, r. Christiano, t.C. Walther. Native Silac: Stoffwechselmarkierung von Proteinen in Protroph -Mikroorganismen, die auf der Regulation der Lysinsynthese basieren. Molekulare und zelluläre Proteomik.