Auksotrofinė kilmė, pavyzdys ir taikymas



A auksotrofinis yra mikroorganizmas, kuris nesugeba sintetinti tam tikros rūšies maistinių medžiagų arba organinių junginių, būtinų minėto asmens augimui. Todėl ši padermė gali daugintis tik tuo atveju, jei maistinė medžiaga yra pridedama prie auginimo terpės. Šis mitybos reikalavimas yra genetinės medžiagos mutacijos rezultatas.

Šis apibrėžimas paprastai taikomas konkrečioms sąlygoms. Pavyzdžiui, mes sakome, kad organizmas yra auksotrofinis valinui, kuris rodo, kad atitinkamam asmeniui reikia šios aminorūgšties, kuri turi būti naudojama auginimo terpėje, nes ji negali pati gaminti..

Tokiu būdu mes galime išskirti du fenotipus: „mutantą“, kuris atitinka auksotrofą valinui, atsižvelgiant į mūsų ankstesnį hipotetinį pavyzdį, nors jis gali būti auksotrofinis bet kuriai maistinei medžiagai - ir „originaliam“ ar laukiniam, kuris gali teisingai sintezuoti amino rūgštis Pastarasis vadinamas prototrofu.

Auksotropiją sukelia tam tikra specifinė mutacija, dėl kurios prarandama gebėjimas sintetinti tam tikrą elementą, pavyzdžiui, amino rūgštį ar kitą organinį komponentą..

Genų srityje mutacija yra DNR sekos keitimas arba modifikavimas. Paprastai mutacija inaktyvuoja pagrindinį fermentą sintetiniame maršrute.

Indeksas

  • 1 Kaip atsiranda auksotrofiniai organizmai?
  • 2 „Saccharomyces cerevisiae“ pavyzdžiai
    • 2.1 Histidino auksotrofai
    • 2.2. Triptofano auksotrofai
    • 2.3 Pirimidinų auksotrofai
  • 3 Programos
    • 3.1. Genetinės inžinerijos taikymas
  • 4 Nuorodos

Kaip atsiranda auksotrofiniai organizmai?

Apskritai, mikroorganizmams jų augimui reikia daugelio esminių maistinių medžiagų. Jūsų minimalūs poreikiai visada yra anglies šaltinis, energijos šaltinis ir įvairūs jonai.

Organizmai, kuriems reikalingos papildomos maistinės medžiagos, yra šios medžiagos auksotrofai ir jie atsiranda dėl DNR mutacijų..

Ne visos mutacijos, atsiradusios mikroorganizmo genetinėje medžiagoje, paveiks jo gebėjimą augti prieš tam tikrą maistinę medžiagą.

Gali atsirasti mutacija ir tai neturi jokio poveikio mikroorganizmo fenotipui - tai vadinama tyliomis mutacijomis, nes jie nekeičia baltymų sekos.

Taigi mutacija veikia labai konkretų geną, kuris koduoja esminį metabolinio kelio baltymą, kuris sintezuoja organizmui esminę medžiagą. Gauta mutacija turi inaktyvuoti geną arba paveikti baltymą.

Paprastai jis veikia pagrindinius fermentus. Mutacija turi sukelti aminorūgščių sekos pokyčius, kurie žymiai keičia baltymų struktūrą, todėl jos funkcionalumas išnyksta. Jis taip pat gali paveikti aktyvią fermento vietą.

Pavyzdžiai Saccharomyces cerevisiae

S. cerevisiae Tai vienaląsnė grybelis, žinomas kaip alaus mielės. Jis naudojamas maisto produktams gaminti žmonėms, tokiems kaip duona ir alus.

Naudingumas ir lengvas augimas laboratorijoje yra vienas iš labiausiai naudojamų biologinių modelių, todėl žinoma, kad specifinės mutacijos sukelia auksotropiją.

Histidino auksotrofai

Histidinas (sutrumpintas raidės pavadinimu kaip H ir trys raidės kaip His) yra vienas iš 20 aminorūgščių, kurios sudaro baltymus. Šios molekulės R grupę sudaro teigiamai įkrauta imidazolo grupė.

Nors gyvūnams, įskaitant žmones, tai yra esminė aminorūgštis - tai yra, ji negali būti sintezuojama ir turi būti įtraukta per mitybą - mikroorganizmai turi galimybę sintezuoti.

Genas HIS3 šioje mielėje ji koduoja fermentą imidazolglicerolio fosfato dehidrogenazę, kuri dalyvauja amino rūgšties histidino sintezės kelyje..

Šio geno mutacijos (jo3-) sukelia histidino auksotropiją. Taigi, šie mutantai nesugeba išsivystyti terpėje, kurioje trūksta maistinės medžiagos.

Auksotrofai triptofanui

Taip pat triptofanas yra hidrofobinio pobūdžio aminorūgštis, kurios R grupėje yra indolo grupė. Kaip ir ankstesnė aminorūgštis, ji turi būti įtraukta į gyvūnų mitybą, tačiau mikroorganizmai gali jį sintezuoti.

Genas TRP1 ji koduoja fermentą fosforibozilo antranilato izomerazę, kuri dalyvauja anaboliniame triptofano maršrute. Kai vyksta šio geno pasikeitimas, gaunama mutacija trp1-kad nepajėgia organizmo sintezuoti aminorūgšties.

Auksotrofai pirimidinams

Pirimidinai yra organiniai junginiai, kurie yra gyvų organizmų genetinės medžiagos dalis. Konkrečiai, jie randami azoto bazėse, sudarančiose timiną, citoziną ir uracilą.

Šiame grybelyje genas URA3 jis koduoja orotidino-5’-fosfato dekarboksilazės fermentą. Šis baltymas yra atsakingas už sintezės žingsnio katalizavimą de novo pirimidinų. Todėl mutacijos, veikiančios šį geną, sukelia uridino ar uracilo auksotropiją.

Uridinas yra junginys, gaunamas jungiantis azoto bazės uracilį su ribozės žiedu. Abi konstrukcijos yra susietos glikozidine jungtimi.

Programos

Auksotropija yra labai naudinga funkcija, susijusi su mikrobiologijos tyrimais, organizmų atranka laboratorijoje.

Tas pats principas gali būti taikomas ir augalams, kur genų inžinerijos būdu sukuriamas auksotropinis individas, metioninas, biotinas, auksinas ir kt..

Taikymas genetinėje inžinerijoje

Auksotrofiniai mutantai plačiai naudojami laboratorijose, kuriose atliekami genų inžinerijos protokolai. Vienas iš šių molekulinės praktikos tikslų yra tyrėjo pastatyta plazmidė prokariotinėje sistemoje. Ši procedūra vadinama „auksotropijos papildymu“.

Plazmidė yra apykaitinė DNR molekulė, būdinga bakterijoms, kurios atkartoja savarankiškai. Plazmidės gali turėti naudingos informacijos, kurią naudoja bakterija, pavyzdžiui, atsparumas antibiotikui arba genui, kuris leidžia jai sintezuoti dominančią maistinę medžiagą.

Mokslininkai, norintys įvesti plazmidę į bakteriją, gali naudoti auksotrofinį kamieną konkrečiai maistinei medžiagai. Genetinė informacija, reikalinga maistinės medžiagos sintezei, yra koduojama plazmidėje.

Tokiu būdu paruošiama minimali terpė (kurioje nėra maistinių medžiagų, kurių mutantas negali sintezuoti) ir bakterijos sėjamos su plazmide.

Tik tos bakterijos, kurios įtraukė šią plazmidės DNR dalį, gali augti terpėje, o bakterijos, kurios nesugebėjo fiksuoti plazmidės, mirs dėl to, kad trūksta maistinės medžiagos..

Nuorodos

  1. Benito, C., & Espino, F. J. (2012). Genetika, esminės sąvokos. Redakcija Panamericana Medical.
  2. Brock, T. D., ir Madigan, M. T. (1993). Mikrobiologija. Prentice-Hall Hispanoamericana,.
  3. Griffiths, A.J., Wessler, S.R., Lewontin, R.C., Gelbart, W.M., Suzuki, D.T., & Miller, J.H. (2005). Įvadas į genetinę analizę. Macmillan.
  4. Izquierdo Rojo, M. (2001). Genetinė inžinerija ir genų perdavimas. Piramidė.
  5. Molina, J. L. M. (2018). 90 išsprendė genetinės inžinerijos problemas. Miguel Hernández universitetas.
  6. Tortora, G. J., Funke, B. R. ir Case, C. L. (2007). Įvadas į mikrobiologiją. Redakcija Panamericana Medical.