Auksotrofu izcelsme, piemērs un pielietojumi



A auksotrofs ir mikroorganisms, kas nespēj sintezēt noteiktu barības vielu vai organisko savienojumu veidu, kas ir būtisks minētā indivīda augšanai. Tāpēc šis celms var vairoties tikai tad, ja barības vielu pievieno barotnei. Šī uztura prasība ir ģenētiskā materiāla mutācijas rezultāts.

Šī definīcija parasti attiecas uz īpašiem nosacījumiem. Piemēram, mēs sakām, ka organisms ir auksotrofisks valīnam, kas norāda, ka konkrētajai personai ir nepieciešama šī aminoskābe, kas jāpielieto barotnē, jo tā pati nespēj to ražot..

Tādā veidā mēs varam diferencēt divus fenotipus: "mutantu", kas atbilst auksotrofam valīnam, ņemot vērā mūsu iepriekšējo hipotētisko piemēru, lai gan tas var būt auksotrofisks jebkurai uzturvielai - un "oriģinālam" vai savvaļā, kas var pareizi sintezēt aminoskābes Pēdējo sauc par prototrofu.

Auksotrofiju izraisa kāda specifiska mutācija, kas noved pie spējas sintētizēt kādu elementu, piemēram, aminoskābju vai citu organisku sastāvdaļu, zudumu..

Ģenētikā mutācija ir DNS sekvences maiņa vai modifikācija. Parasti mutācija inaktivē galveno fermentu sintētiskā ceļā.

Indekss

  • 1 Kā rodas auksotrofi organismi?
  • 2 Piemēri Saccharomyces cerevisiae
    • 2.1. Auksotrofi histidīnam
    • 2.2. Auksotrofi triptofānam
    • 2.3. Auksotrofi pirimidīniem
  • 3 Pieteikumi
    • 3.1. Pielietojums gēnu inženierijā
  • 4 Atsauces

Kā rodas auksotrofi organismi?

Kopumā mikroorganismiem ir nepieciešama virkne būtisku uzturvielu to augšanai. Jūsu minimālās vajadzības vienmēr ir oglekļa avots, enerģijas avots un dažādi joni.

Organismi, kuriem ir nepieciešamas papildu barības vielas, ir auksotrofi šai vielai, un tos izraisa mutācijas DNS..

Ne visas mutācijas, kas rodas mikroorganisma ģenētiskajā materiālā, ietekmēs tās spēju augt pret noteiktu barības vielu.

Var rasties mutācija, un tas neietekmē mikroorganisma fenotipu - tās ir pazīstamas kā klusas mutācijas, jo tās nemaina proteīna secību..

Tādējādi mutācija ietekmē ļoti specifisku gēnu, kas kodē vielmaiņas ceļa būtisku proteīnu, kas sintezē organismam būtisku vielu. Radītajai mutācijai ir jāaktivizē gēns vai jāietekmē proteīns.

Tas parasti ietekmē galvenos fermentus. Mutācijai ir jāmaina aminoskābes secība, kas būtiski maina proteīna struktūru, un līdz ar to tās funkcionalitāte pazūd. Tas var ietekmēt arī fermenta aktīvo vietu.

Piemēri Saccharomyces cerevisiae

S. cerevisiae Tā ir vienšūnu sēne, kas pazīstama kā alus alus raugs. To izmanto pārtikas produktu ražošanai cilvēkiem, piemēram, maizei un alus.

Pateicoties tās lietderībai un vieglai augšanai laboratorijā, tas ir viens no visbiežāk izmantotajiem bioloģiskajiem modeļiem, tāpēc ir zināms, ka specifiskas mutācijas izraisa auksotrofiju.

Auksotrofi histidīnam

Histidīns (vēstules nomenklatūrā saīsināts kā H un trīs burti kā His) ir viens no 20 aminoskābēm, kas veido proteīnus. Šīs molekulas R grupu veido pozitīvi lādēta imidazola grupa.

Lai gan dzīvniekiem, ieskaitot cilvēkus, tā ir būtiska aminoskābe - tas ir, to nevar sintezēt un tas ir jāiekļauj uzturā - mikroorganismi spēj to sintezēt.

Gēns HIS3 šajā raugā tas kodē imidazolglicerola fosfāta dehidrogenāzes fermentu, kas piedalās histidīna aminoskābes sintēzes ceļā..

Mutācijas šajā gēnā (viņa3-) izraisa histidīna auksotrofiju. Tādējādi šie mutanti nespēj vairoties barotnē trūkstošā barotnē.

Auksotrofi triptofānam

Tāpat triptofāns ir aminoskābe ar hidrofobu raksturu, kam R grupā ir indola grupa. Tāpat kā iepriekšējās aminoskābes, tas ir jāiekļauj dzīvnieku uzturā, bet mikroorganismi to var sintezēt.

Gēns TRP1 tas kodē fermentu fosforibosilantranilātu izomerāzi, kas ir iesaistīta triptofāna anaboliskā ceļā. Ja notiek izmaiņas šajā gēnā, iegūst mutāciju trp1-kas neļauj organismam aminoskābes sintezēt.

Auksotrofi pirimidīniem

Pirimidīni ir organiski savienojumi, kas ir dzīvo organismu ģenētiskā materiāla daļa. Konkrēti, tie ir atrodami slāpekļa bāzēs, kas veido daļu no timīna, citozīna un uracila.

Šajā sēnītē gēns URA3 tas kodē orotidīna-5'-fosfāta dekarboksilāzes fermentu. Šis proteīns ir atbildīgs par solis sintezē de novo no pirimidīniem. Tādēļ mutācijas, kas ietekmē šo gēnu, izraisa uridīna vai uracila auksotrofiju.

Uridīns ir savienojums, kas rodas, savienojot slāpekļa bāzes uracilu ar ribozes gredzenu. Abas struktūras ir saistītas ar glikozīdu saiti.

Programmas

Auksotrofija ir ļoti noderīga iezīme pētījumos, kas saistīti ar mikrobioloģiju, organismu atlasei laboratorijā.

Šo pašu principu var piemērot arī augiem, kur ar ģenētisko inženieriju tiek veidota auksotrofiska persona, vai nu attiecībā uz metionīnu, biotīnu, auksīnu utt..

Pielietojums ģenētiskajā inženierijā

Auksotrofiskie mutanti tiek plaši izmantoti laboratorijās, kurās tiek veikti gēnu inženierijas protokoli. Viens no šo molekulāro prakšu mērķiem ir pētījums, ko pētnieks konstruējis prokariotu sistēmā. Šo procedūru sauc par "auksotrofijas papildinājumu"..

Plasmīds ir cirkulāra DNS molekula, kas raksturīga baktērijām, kas replikējas neatkarīgi. Plasmīdos var būt noderīga informācija, ko izmanto baktērija, piemēram, rezistence pret antibiotiku vai gēnu, kas tai ļauj sintezēt interesējošu barības vielu..

Pētnieki, kas vēlas ievadīt plazmīdu baktērijā, var izmantot auksotrofu celmu konkrētai barībai. Ģenētiskā informācija, kas nepieciešama barības vielas sintēzei, ir kodēta plazmīdā.

Tādā veidā tiek sagatavots minimāls barotnes (kas nesatur barības vielu, ko mutants celms nespēj sintezēt) un baktērijas sēj ar plazmīdu..

Tikai baktērijas, kas iekļāva šo plazmīdas DNS daļu, varēs augt barotnē, bet baktērijas, kas nespēja uztvert plazmīdu, mirs barības vielas trūkuma dēļ..

Atsauces

  1. Benito, C., & Espino, F. J. (2012). Ģenētika, būtiskas koncepcijas. Redakcija Panamericana Medical.
  2. Brock, T. D., un Madigan, M. T. (1993). Mikrobioloģija. Prentice-Hall Hispanoamericana,.
  3. Griffiths, A.J., Wessler, S.R., Lewontin, R.C., Gelbarts, W.M., Suzuki, D.T., & Millers, J.H.. Ievads ģenētiskajā analīzē. Macmillan.
  4. Izquierdo Rojo, M. (2001). Ģenētiskā inženierija un gēnu pārnešana. Piramīda.
  5. Molina, J. L. M. (2018). 90 atrisinātas ģenētiskās inženierijas problēmas. Miguel Hernández University.
  6. Tortora, G. J., Funke, B. R. un Case, C. L. (2007). Ievads mikrobioloģijā. Redakcija Panamericana Medical.