EN auxotroph Det er en mikroorganisme som ikke er i stand til å syntetisere en bestemt type næringsstoff eller organisk komponent som er essensiell for veksten av nevnte individ. Derfor kan denne stammen bare spre seg hvis næringsstoffet tilsettes dyrkningsmediet. Dette ernæringsbehovet er resultatet av en mutasjon i genetisk materiale.
Denne definisjonen gjelder generelt spesifikke forhold. For eksempel sier vi at organismen er auxotrofisk for valin, noe som indikerer at individet det gjelder trenger denne aminosyren for å bli påført i kulturmediet, siden den ikke er i stand til å produsere den av seg selv..
På denne måten kan vi skille mellom to fenotyper: "mutanten", som tilsvarer valin auxotroph - med tanke på vårt forrige hypotetiske eksempel, selv om det kan være en auxotroph for ethvert næringsstoff - og "originalen" eller vill, som kan syntetisere aminosyren riktig. Sistnevnte kalles en prototrof.
Auxotrofi er forårsaket av en spesifikk mutasjon som fører til tap av evnen til å syntetisere et element, for eksempel en aminosyre eller annen organisk komponent..
I genetikk er en mutasjon en endring eller modifisering av DNA-sekvensen. Vanligvis inaktiverer mutasjonen et nøkkelenzym i en syntetisk vei.
Artikkelindeks
Generelt krever mikroorganismer en rekke essensielle næringsstoffer for veksten. Dine minstebehov er alltid en karbonkilde, en energikilde og forskjellige ioner..
Organismer som trenger ekstra næringsstoffer til de grunnleggende er auxotrofer for dette stoffet og er forårsaket av mutasjoner i DNA.
Ikke alle mutasjoner som forekommer i genetisk materiale i en mikroorganisme, vil påvirke dens evne til å vokse mot et bestemt næringsstoff.
En mutasjon kan forekomme og det har ingen effekt på fenotypen til mikroorganismen - disse er kjent som lydløse mutasjoner, siden de ikke endrer proteinsekvensen.
Dermed påvirker mutasjonen et veldig spesielt gen som koder for et essensielt protein i en metabolsk vei som syntetiserer et essensielt stoff for kroppen. Mutasjonen som genereres, må inaktivere genet eller påvirke proteinet.
Det påvirker vanligvis viktige enzymer. Mutasjonen må produsere en endring i sekvensen til en aminosyre som vesentlig endrer proteinets struktur og dermed forsvinner dens funksjonalitet. Det kan også påvirke enzymets aktive sted.
S. cerevisiae er en encellet sopp, populært kjent som ølgjær. Den brukes til fremstilling av spiselige produkter for mennesker som brød og øl..
Takket være sin nytte og enkle vekst i laboratoriet, er det en av de mest brukte biologiske modellene, og det er derfor det er kjent at spesifikke mutasjoner er årsaken til auxotrofi..
Histidin (forkortet i enbokstavsnomenklaturen som H og trebokstavsnomenklaturen som His) er en av de 20 aminosyrene som utgjør proteiner. R-gruppen i dette molekylet består av en positivt ladet imidazolgruppe.
Selv om det hos dyr, inkludert mennesker, er en essensiell aminosyre - det vil si at de ikke kan syntetisere den og må innlemme den gjennom dietten - mikroorganismer har evnen til å syntetisere den.
Gen HANS3 i denne gjæren koder den for enzymet imidazol glycerol phosphate dehydrogenase, som deltar i veien for syntesen av aminosyren histidin.
Mutasjoner i dette genet (hans3-) resulterer i histidin auxotrofi. Dermed klarer ikke disse mutantene å spre seg i et medium som mangler næringsstoffet.
Tilsvarende er tryptofan en hydrofob aminosyre som har en indolgruppe som R-gruppe. Som den forrige aminosyren, må den innlemmes i dietten til dyr, men mikroorganismer kan syntetisere den.
Gen TRP1 koder for enzymet fosforibosylantranilatisomerase, som er involvert i den anabole tryptofanveien. Når det skjer en endring i dette genet, oppnås en mutasjon trp1- som deaktiverer kroppen til å syntetisere aminosyren.
Pyrimidiner er organiske forbindelser som er en del av det genetiske materialet til levende organismer. Spesielt finnes de i nitrogenholdige baser, som utgjør en del av tymin, cytosin og uracil.
I denne soppen, genet URA3 koder for enzymet orotidin-5'-fosfat-dekarboksylase. Dette proteinet er ansvarlig for å katalysere et trinn i syntesen de novo av pyrimidinene. Derfor forårsaker mutasjoner som påvirker dette genet uridin eller uracil auxotrofi..
Uridine er en forbindelse som er et resultat av foreningen av nitrogenbase uracil med en ribosering. Begge strukturer er bundet av en glykosidbinding.
Auxotrofi er en veldig nyttig egenskap i studier relatert til mikrobiologi, for valg av organismer i laboratoriet.
Det samme prinsippet kan brukes på planter, der ved genteknologi skapes et auxotrofisk individ, enten for metionin, biotin, auxin, etc..
Auxotrofiske mutanter er mye brukt i laboratorier der gentekniske protokoller utføres. Et av målene med disse molekylære praksisene er instruksjonene til et plasmid konstruert av forskeren i et prokaryotisk system. Denne prosedyren er kjent som "auxotrofi komplementering".
Et plasmid er et sirkulært DNA-molekyl, typisk for bakterier, som replikerer uavhengig. Plasmider kan inneholde nyttig informasjon som brukes av bakterien, for eksempel motstand mot et antibiotikum eller et gen som gjør det mulig å syntetisere et næringsstoff av interesse..
Forskere som ønsker å introdusere et plasmid i en bakterie, kan bruke en auxotrofisk stamme for et spesifikt næringsstoff. Den genetiske informasjonen som er nødvendig for syntesen av næringsstoffet er kodet i plasmidet.
På denne måten fremstilles et minimalt medium (som ikke inneholder næringsstoffet som den mutante stammen ikke kan syntetisere) og bakteriene blir sådd med plasmidet..
Bare bakterier som inkorporerte denne delen av plasmid-DNA, vil kunne vokse i mediet, mens bakterier som ikke klarte å fange plasmidet, vil dø av mangel på næringsstoffet..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.