EN auxotrof Det er en mikroorganisme, der ikke er i stand til at syntetisere en bestemt type næringsstof eller organisk komponent, der er essentiel for individets vækst. Derfor kan denne stamme kun sprede sig, hvis næringsstoffet sættes til dyrkningsmediet. Dette ernæringsmæssige krav er resultatet af en mutation i det genetiske materiale.
Denne definition gælder generelt for specifikke forhold. For eksempel siger vi, at organismen er auxotrof for valin, hvilket indikerer, at det pågældende individ har brug for, at denne aminosyre påføres i dyrkningsmediet, da det ikke er i stand til at producere det i sig selv..
På denne måde kan vi skelne mellem to fænotyper: "mutanten", der svarer til valin auxotrof - under hensyntagen til vores tidligere hypotetiske eksempel, skønt det kan være en auxotrof for ethvert næringsstof - og "originalen" eller vild, som kan korrekt syntetisere aminosyren. Sidstnævnte kaldes en prototrof.
Auxotrofi er forårsaget af en specifik mutation, der fører til tab af evnen til at syntetisere et element, såsom en aminosyre eller anden organisk komponent..
I genetik er en mutation en ændring eller modifikation af DNA-sekvensen. Normalt inaktiverer mutationen et nøgleenzym i en syntetisk vej.
Artikelindeks
Generelt kræver mikroorganismer en række essentielle næringsstoffer til deres vækst. Dine mindste behov er altid en kulstofkilde, en energikilde og forskellige ioner..
Organismer, der har brug for ekstra næringsstoffer til de grundlæggende, er auxotrofer for dette stof og er forårsaget af mutationer i DNA.
Ikke alle mutationer, der forekommer i det genetiske materiale i en mikroorganisme, påvirker dets evne til at vokse mod et bestemt næringsstof.
En mutation kan forekomme, og den har ingen effekt på mikroorganismens fænotype - disse er kendt som tavse mutationer, da de ikke ændrer proteinsekvensen.
Således påvirker mutationen et meget bestemt gen, der koder for et essentielt protein i en metabolisk vej, der syntetiserer et essentielt stof for kroppen. Den genererede mutation skal inaktivere genet eller påvirke proteinet.
Det påvirker generelt vigtige enzymer. Mutationen skal producere en ændring i sekvensen af en aminosyre, der væsentligt ændrer proteinets struktur og dermed forsvinder dens funktionalitet. Det kan også påvirke enzymets aktive sted.
S. cerevisiae er en encellet svamp populært kendt som ølgær. Det bruges til fremstilling af spiselige produkter til mennesker som brød og øl..
Takket være dets anvendelighed og nem vækst i laboratoriet er det en af de mest anvendte biologiske modeller, hvorfor det er kendt, at specifikke mutationer er årsagen til auxotrofi..
Histidin (forkortet i enbogstavsnomenklaturen som H og trebogstavsnomenklaturen som His) er en af de 20 aminosyrer, der udgør proteiner. R-gruppen i dette molekyle består af en positivt ladet imidazolgruppe.
Selvom det hos dyr, inklusive mennesker, er en essentiel aminosyre - det vil sige, at de ikke kan syntetisere den og skal inkorporere den gennem kosten - mikroorganismer har evnen til at syntetisere den.
Gen HIS3 i denne gær koder det for enzymet imidazol glycerolphosphatdehydrogenase, som deltager i vejen til syntesen af aminosyren histidin.
Mutationer i dette gen (hans3-) resulterer i histidin-auxotrofi. Disse mutanter er således ikke i stand til at sprede sig i et medium, der mangler næringsstoffet.
Tilsvarende er tryptophan en hydrofob aminosyre, der har en indolgruppe som R-gruppe. Ligesom den tidligere aminosyre skal den indarbejdes i dyrenes kost, men mikroorganismer kan syntetisere den.
Gen TRP1 koder for enzymet phosphoribosyl anthranilate isomerase, som er involveret i den anabolske tryptophan-vej. Når der sker en ændring i dette gen, opnås en mutation trp1- der deaktiverer kroppen til at syntetisere aminosyren.
Pyrimidiner er organiske forbindelser, der er en del af det genetiske materiale i levende organismer. Specifikt findes de i nitrogenholdige baser, der udgør en del af thymin, cytosin og uracil.
I denne svamp, genet URA3 koder for enzymet orotidin-5'-phosphat-decarboxylase. Dette protein er ansvarlig for at katalysere et trin i syntesen de novo af pyrimidinerne. Derfor forårsager mutationer, der påvirker dette gen, uridin eller uracil auxotrofi..
Uridin er en forbindelse, der stammer fra foreningen af nitrogenbaseret uracil med en ribosering. Begge strukturer er forbundet med en glykosidisk binding.
Auxotrofi er en meget nyttig egenskab i studier relateret til mikrobiologi til udvælgelse af organismer i laboratoriet.
Det samme princip kan anvendes på planter, hvor der ved genteknologi oprettes et auxotrofisk individ, enten for methionin, biotin, auxin osv..
Auxotrofe mutanter anvendes i vid udstrækning i laboratorier, hvor gentekniske protokoller udføres. Et af målene med disse molekylære fremgangsmåder er instruktionen af et plasmid konstrueret af forskeren i et prokaryotisk system. Denne procedure er kendt som "auxotrofi-komplementering".
Et plasmid er et cirkulært DNA-molekyle, typisk for bakterier, der replikerer uafhængigt. Plasmider kan indeholde nyttige oplysninger, der bruges af bakterien, for eksempel resistens over for et antibiotikum eller et gen, der tillader det at syntetisere et næringsstof af interesse..
Forskere, der ønsker at introducere et plasmid i en bakterie, kan bruge en auxotrofisk stamme til et specifikt næringsstof. Den genetiske information, der er nødvendig for syntesen af næringsstoffet, kodes i plasmidet.
På denne måde fremstilles et minimalt medium (som ikke indeholder det næringsstof, som mutantstammen ikke kan syntetisere), og bakterierne podes med plasmidet..
Kun bakterier, der inkorporerede denne del af plasmid-DNA, vil være i stand til at vokse i mediet, mens bakterier, der ikke fangede plasmidet, vil dø af mangel på næringsstoffet..
Endnu ingen kommentarer