De prototrofer De er organismer eller celler som er i stand til å produsere aminosyrene de trenger for sine vitale prosesser. Dette begrepet brukes vanligvis i forhold til et bestemt stoff. Det er motsatt av begrepet auxotroph.
Dette siste begrepet brukes til å definere en mikroorganisme som bare er i stand til å vokse og formere seg i et kulturmedium hvis et spesifikt næringsstoff har blitt tilsatt det. Når det gjelder prototrofen, kan den trives uten dette stoffet fordi det er i stand til å produsere det selv.
En organisme eller stamme, for eksempel som ikke kan vokse i fravær av lysin, vil bli kalt auxotrofisk lysin. Den prototrofiske lysinstammen vil på sin side vokse og reprodusere uavhengig av tilstedeværelse eller fravær av lysin i kulturmediet..
I utgangspunktet har en auxotrofisk stamme mistet en funksjonell metabolsk vei som tillot den å syntetisere et grunnleggende stoff, viktig for dets vitale prosesser.
Denne mangelen skyldes vanligvis en mutasjon. Mutasjonen genererer en nullallel som ikke har den biologiske evnen til å produsere et stoff som er tilstede i prototrofen.
Artikkelindeks
Auxotrofiske genetiske markører brukes ofte i molekylær genetikk. Hvert gen inneholder informasjonen som koder for et protein. Dette ble demonstrert av forskerne George Beadle og Edward Tatum, i deres arbeid som ga dem Nobelprisen..
Denne spesifisiteten til gener tillater kartlegging av biosyntetiske eller biokjemiske veier. En mutasjon av et gen fører til en mutasjon av et protein. På denne måten kan det bestemmes i de auxotrofiske stammene av bakteriene som studeres hvilke enzymer som er dysfunksjonelle på grunn av mutasjoner..
En annen metode for å bestemme biosyntetiske veier er bruken av auxotrofiske stammer av spesifikke aminosyrer. I disse tilfellene blir behovet for slike aminosyrer av stammene utnyttet til å tilsette unaturlige analoge aminosyrer av proteinene i kulturmediet..
For eksempel er substitusjonen av fenylalanin med para-azido fenylalanin i kulturer av stammer av Escherichia coli auxotrofisk for fenylalanin.
Mutasjoner i gener som koder for enzymer som deltar i veier for biosyntese av metabolske bygningsmolekyler, brukes som markører i de aller fleste genetiske eksperimenter med gjær..
Ernæringsmangel forårsaket av mutasjon (auxotrofi) kan kompenseres ved å tilføre det nødvendige næringsstoffet i vekstmediet.
Imidlertid er slik kompensasjon ikke nødvendigvis kvantitativ fordi mutasjoner påvirker flere fysiologiske parametere og kan handle synergistisk..
På grunn av dette har det blitt utført studier for å oppnå prototrofiske stammer med sikte på å eliminere auxotrofiske markører og redusere skjevhet i fysiologiske og metabolske studier..
Ames-testen, også kalt mutagenesetesten av Salmonella, ble utviklet av Bruce N. Ames på 1970-tallet for å avgjøre om et kjemikalie er et mutagen.
Det er basert på prinsippet om omvendt mutasjon eller påfølgende mutasjon. Ansetter flere stammer av Salmonella typhimurium auxotrofisk til histidin.
Kraften til et kjemikalie til å forårsake mutasjon måles ved å bruke den på bakterier på en plate som inneholder histidin. Bakteriene blir deretter flyttet til en ny histidinfattig plakett..
Hvis stoffet ikke er mutagent, vil ikke bakteriene vise vekst på den nye plakk. Ellers vil de histidin auxotrofiske bakteriene mutere tilbake til histidin prototrofiske stammer..
Sammenligning av andelen bakterievekst i plater med og uten behandling gjør det mulig å kvantifisere den mutagene effekten av forbindelsen på bakterier..
Denne mulige mutagene effekten i bakterier indikerer muligheten for å forårsake de samme effektene i andre organismer, inkludert mennesker..
Det antas at en forbindelse som er i stand til å forårsake en mutasjon i bakterielt DNA også kan være i stand til å produsere mutasjoner som kan forårsake kreft..
Ames-testen er brukt for å oppnå nye bakteriestammer. For eksempel er det utviklet nitroreduktase-mangelfulle stammer.
Disse stammene brukes til å studere xenobiotisk metabolisme og DNA-reparasjonssystemer. De har også vært nyttige for å evaluere de metabolske mekanismene til nitrogrupper for å produsere aktive mutagener, så vel som nitreringsmekanismene til genotoksiske forbindelser..
Ames-testen har også blitt brukt som et verktøy for å studere og klassifisere naturlige antimutagens. Antimutagener er forbindelser som kan redusere mutagene lesjoner i DNA, hovedsakelig ved å forbedre deres reparasjonssystemer.
På denne måten unngår slike forbindelser de innledende trinnene for kreftutvikling. Siden begynnelsen av 1980-tallet (1900-tallet) har Ames et al. Gjennomført studier for å evaluere genotoksinreduksjoner og kreftrisiko gjennom en diett rik på antimutagens..
De observerte at populasjoner som hadde diett med høye nivåer av antimutagener hadde lavere risiko for å utvikle gastroenterisk kreft.
Ames-testen har blitt brukt mye for å studere forskjellige planteekstrakter som er kjent for å redusere mutagenisitet. Disse studiene har også vist at anleggskomponenter ikke alltid er trygge. Mange spiselige planter har vist seg å ha genotoksiske effekter.
Ames-testen har også vist seg å være nyttig for å oppdage de giftige eller antimutagene effektene av naturlige forbindelser som ofte brukes i alternativ medisin..
En av svakhetene ved Ames-testen var mangelen på metabolsk aktivering av genotoksiske forbindelser. Imidlertid har dette problemet blitt løst ved tilsetning av CYP-induserte leverhomogenater fremstilt fra gnagere..
CYP er et hemoprotein assosiert med metabolismen av forskjellige stoffer. Denne modifikasjonen ga Ames-testen nye muligheter. For eksempel har flere CYP-indusere blitt evaluert, og viser at disse enzymene er indusert av forskjellige typer forbindelser..
Disse testene bruker urin-, plasma- og serumprøver. Kan være nyttig for å evaluere dannelsen av N-nitrosoforbindelser in vivo fra aminomedisiner.
De kan også være nyttige i epidemiologiske studier av menneskelige populasjoner utsatt for yrkesmutagener, røykevaner og eksponering for miljøforurensende stoffer..
Disse testene har for eksempel vist at arbeidstakere som er utsatt for avfallsprodukter har høyere nivåer av urinmutagener enn de som jobbet i vannbehandlingsanlegg..
Det har også tjent til å demonstrere at bruken av hansker reduserer konsentrasjonen av mutagener hos støperiarbeidere utsatt for polysykliske aromatiske forbindelser..
Urinmutagensstudier er også et verdifullt verktøy for antimutagene evalueringer, siden for eksempel denne testen viste at administrering av vitamin C hemmer dannelsen av N-nitrosoforbindelser..
Det tjente også til å demonstrere at inntak av grønn te i en måned reduserer konsentrasjonen av urinmutagener..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.