Kas yra prototrofas ir kokie yra jo taikymai?

The prototrofai jie yra organizmai arba ląstelės, galinčios gaminti reikalingas aminorūgštis gyvybiniams procesams. Šis terminas paprastai vartojamas konkrečiai medžiagai. Tai prieštarauja terminui auxotrophic.

Pastarasis terminas vartojamas apibrėžti mikroorganizmą, kuris gali augti ir daugintis auginimo terpėje tik tuo atveju, jei prie jo pridėta tam tikra maistinė medžiaga. Prototrofo atveju ji gali klestėti be minėtos medžiagos, nes ji gali pati gaminti.

Pavyzdžiui, organizmas arba padermė, kuri negali augti lizino nesant, būtų vadinama auksotrofine lizinu. Prototrofinė lizino padermė, savo ruožtu, augs ir gali atkurti nepriklausomai nuo lizino buvimo arba nebuvimo kultūros terpėje.. 

Iš esmės auksotrofinis kamienas prarado funkcinį metabolinį kelią, leidžiantį susintetinti pagrindinę medžiagą, būtiną jo gyvybiniams procesams..

Šis trūkumas paprastai atsiranda dėl mutacijos. Mutacija generuoja nulinį alelį, kuris neturi biologinio pajėgumo gaminti prototrofe esančią medžiagą.

Indeksas

• 1 Programos
  • 1.1 Biochemija
  • 1.2 auksotrofiniai žymenys
  • 1.3 Ames testas
  • 1.4 Kitos Ames testo paraiškos
• 2 Nuorodos

Programos

Biochemija

Auksotrofiniai genetiniai žymenys dažnai naudojami molekulinėje genetikoje. Kiekvienas genas turi informaciją, kuri koduoja baltymą. Tai parodė mokslininkai George'as Beadle ir Edward Tatum, atlikdami darbus, kuriais jie tapo Nobelio premijos kreditoriais..

Šis genų specifiškumas leidžia nustatyti biosintetinius arba biocheminius kelius. Geno mutacija sukelia baltymo mutaciją. Tokiu būdu galima nustatyti bakterijų auksotrofines padermes, kurios yra tiriamos, kurios fermentai yra disfunkciniai dėl mutacijų.

Kitas biosintetinių būdų nustatymo būdas yra specifinių amino rūgščių auksotrofinių padermių naudojimas. Tokiais atvejais mes naudojame tokias aminorūgštis, kurias padermės turi papildyti nenatūraliais baltymų analogais kultūros terpėje..

Pavyzdžiui, fenilalanino keitimas para-azido fenilalaninu Escherichia coli fenilalanino auksotrofinis.

Auksotrofiniai žymenys

Daugumoje genetinių eksperimentų su mielėmis žymenys yra naudojamos genų mutacijose, kurios koduoja fermentų, dalyvaujančių metabolinių pastatų molekulių biosintezės keliuose..

Mitybos trūkumas, kurį sukelia mutacija (auksotrofija), gali būti kompensuojamas tiekiant reikiamą maistinę medžiagą auginimo terpėje..

Tačiau toks kompensavimas nebūtinai yra kiekybinis, nes mutacijos veikia įvairius fiziologinius parametrus ir gali veikti sinergiškai.

Dėl to buvo atlikti tyrimai, siekiant gauti prototrofinių padermių, siekiant pašalinti auksotrofinius žymenis ir sumažinti fiziologinių ir metabolinių tyrimų tendencijas..

Ames testas

Ames testas, dar vadinamas mutagenezės tyrimu Salmonella, sukūrė Bruce N. Ames 1970-aisiais, kad nustatytų, ar cheminė medžiaga yra mutagenas.

Jis grindžiamas atvirkštinės mutacijos arba vėlesnės mutacijos principu. Jame naudojami keli. \ T Salmonella typhimurium auksotrofinis histidinas.

Cheminės medžiagos galia sukelti mutaciją yra matuojama naudojant bakterijas ant plokštelės, kurioje yra histidinas. Vėliau bakterijos perkeliamos į naują plokštelę, prastą histidiną.

Jei cheminė medžiaga nėra mutageniška, bakterijos neatsiranda naujos plokštelės augimo. Kitu atveju, auksotrofinės histidino bakterijos mutuoja atgal į prototrofines padermes histidinu.

Lyginant bakterijų augimo santykį plokštelėse su ir be gydymo, galima kiekybiškai įvertinti junginio mutageninę galią bakterijose..

Šis galimas mutageninis poveikis bakterijoms rodo galimybę, kad jis sukelia tokį patį poveikį kitiems organizmams, įskaitant žmones.

Manoma, kad junginys, galintis sukelti bakterijų DNR mutaciją, taip pat gali sukelti mutacijas, galinčias sukelti vėžį..

Kitos Ames testo programos

Naujų padermių kūrimas

Ames bandymas buvo atliktas siekiant gauti naujų bakterijų. Pavyzdžiui, buvo sukurtos nitroreduktazės stokos.

Šie kamienai naudojami ksenobotikų ir DNR remonto sistemų metabolizmui tirti. Jie taip pat buvo naudingi vertinant nitrogrupių metabolinius mechanizmus, gaminančius aktyvius mutagenus, taip pat genotoksinių junginių nitratavimo mechanizmus..

Antimutagenesis

Ames testas taip pat buvo naudojamas kaip natūralių antimutagenų tyrimo ir klasifikavimo priemonė. Antimutagenai yra junginiai, kurie gali sumažinti mutageninį DNR pažeidimą, daugiausia gerinant jų remonto sistemas.

Tokiu būdu tokie junginiai vengia pradinių vėžio vystymosi etapų. Nuo XX a. Dešimtojo dešimtmečio pradžios „Ames“ ir kolegos atliko tyrimus, skirtus genotoksinų kiekio sumažėjimui ir vėžio rizikai įvertinti per mitybą, kurioje gausu antimutagenų..

Jie pastebėjo, kad populiacijos, turinčios mitybą, turinčią didelį antimutagenų kiekį, turėjo mažiau gastroenterinės vėžio atsiradimo rizikos.

Ames testas buvo plačiai naudojamas keliems augalų ekstraktams, kurie, kaip žinoma, mažina mutageniškumą, tyrimui. Šie tyrimai taip pat parodė, kad augalų komponentai ne visada saugūs. Nustatyta, kad daugelis valgomųjų augalų turi genotoksinį poveikį.

Be to, Ames testas yra naudingas nustatant toksiškus ar antimutageninius natūralių junginių, kurie dažnai naudojami alternatyviose medicinose, poveikį..

Genotoksinio metabolizmo tyrimai

Vienas iš Ames testo trūkumų buvo genotoksinių junginių metabolinės aktyvacijos stoka. Tačiau ši problema išspręsta pridedant kepenų homogenatų, sukeltų CYP, pagaminto iš graužikų.

CYP yra hemoproteinas, susijęs su įvairių medžiagų metabolizmu. Šis pakeitimas suteikė naujų galimybių Ames testui. Pavyzdžiui, buvo įvertinti keli CYP induktoriai, kurie parodė, kad šiuos fermentus sukelia įvairių tipų junginiai.

Mutagenų įvertinimas biologiniuose skysčiuose

Šie tyrimai atlieka šlapimo, plazmos ir serumo mėginius. Jie gali būti naudingi vertinant N-nitrozo junginių susidarymą in vivo iš amino rūgščių.

Jie taip pat gali būti naudingi atliekant epidemiologinius tyrimus su žmonių populiacijomis, veikiančiomis profesinius mutagenus, rūkymo įpročius ir aplinkos teršalų poveikį..

Šie tyrimai parodė, kad, pvz., Darbuotojai, veikiantys atliekomis, turi daugiau šlapimo mutagenų nei tie, kurie dirbo vandens valymo įrenginiuose..

Jis taip pat padėjo įrodyti, kad pirštinių naudojimas sumažina mutagenų koncentraciją liejyklose, veikiančiose aromatinius policiklinius junginius..

Šlapimo mutagenų tyrimai taip pat yra vertinga priemonė antimutageniniam vertinimui, nes, pavyzdžiui, su šiuo bandymu buvo įrodyta, kad vitamino C vartojimas slopina N-nitrozo junginių susidarymą..

Jis taip pat parodė, kad žaliosios arbatos suvartojimas per mėnesį sumažina šlapimo mutagenų koncentraciją.

Nuorodos

1. B.N. Ames, J. McCann, E. Yamasaki (1975). Kancerogenų ir mutagenų aptikimo metodai, naudojant mutageniškumo bandymą salmonelių / žinduolių. Mutacijos tyrimai / aplinkos mutagenezė ir susiję dalykai.
2. B. Arriaga-Alba, R. Montero-Montoya, J.J. Espinosa (2012). Ames testas dvidešimt pirmame amžiuje. Tyrimai ir apžvalgos: toksikologijos leidinys.
3. Auksotrofija Vikipedijoje. Gauta iš https://en.wikipedia.org/wiki/Auxotrophy.
4. S. Benner (2001). Genetikos enciklopedija. „Academic Press“.
5. F. Fröhlich, R. Christiano, T.C. Walther (2013). Natūralus SILAC: Metabolinis baltymų ženklinimas prototrofo mikroorganizmuose, pagrįstas lizino sintezės reguliavimu. Molekulinė ir ląstelinė proteomika.
6. M. Mülleder, F. Capuano, P. Pir, S. Christen, U. Sauer, S.G. Oliver, M. Ralser (2012). Prototrofinė ištrynimo mutanto kolekcija mielių metabolomikai ir biologijos sistemoms. Gamtos biotechnologija.