שתף:
מוצא אוקסוטרופי, דוגמה ויישומים
א auxotrophic הוא מיקרואורגניזם שאינו מסוגל לסנתז סוג מסוים של חומרים מזינים או תרכובת אורגנית חיונית לצמיחת הפרט אמר. לכן, זן זה יכול להתרבות רק אם מזין מתווסף בינוני התרבות. דרישה תזונתיים זו היא תוצאה של מוטציה בחומר הגנטי.
הגדרה זו חלה בדרך כלל על תנאים ספציפיים. לדוגמה, אנו אומרים כי האורגניזם הוא auxotrophic עבור valine, המציין כי הפרט המדובר צריך חומצה זו אמנו להיות מיושם במדיום התרבות, שכן הוא אינו מסוגל לייצר את זה בפני עצמו..
לפיכך, אנו יכולים להבחין בין שני פנוטיפים: "מוטציה", אשר תואמת auxotrophic עבור ולין - בשים לב בדוגמא שלנו מעל היפותטית, למרות שהיא עשויה להיות auxotrophic לכל מזין - ואת "מקורית" או פרוע, אשר יכול לסנתז באופן תקין חומצת אמינו האחרון נקרא פרוטופרופ.
אוקסוטרופיה נגרמת על ידי מוטציה ספציפית שמובילה לאובדן היכולת לסנתז אלמנט כלשהו, כגון חומצת אמינו או מרכיב אורגני אחר.
בגנטיקה, מוטציה היא שינוי או שינוי של רצף ה- DNA. בדרך כלל המוטציה מפעילה אנזים מפתח במסלול סינתטי.
אינדקס
- 1 איך אורגניזמים auxotrophic שמקורם?
- 2 דוגמאות ב Saccharomyces cerevisiae
- 2.1 Auxotrophs עבור histidine
- 2.2 Auxotrophs עבור טריפטופן
- 2.3 Auxotrophs עבור pyrimidines
- 3 יישומים
- 3.1 יישום בהנדסה גנטית
- 4 הפניות
כיצד נוצרים אורגניזמים אוקסוטרופיים?
באופן כללי, מיקרואורגניזמים דורשים סדרה של חומרים מזינים חיוניים לצמיחה שלהם. הצרכים המינימליים שלך הם תמיד מקור פחמן, מקור אנרגיה, יונים שונים.
האורגניזמים הזקוקים לחומרים מזינים נוספים לאלה הבסיסיים הם auxotrophs עבור חומר זה והם מקורם על ידי מוטציות ב- DNA.
לא כל המוטציות המתרחשות בחומר הגנטי של מיקרואורגניזם ישפיעו על יכולתו לגדול כנגד חומר מזין מסוים.
מוטציה זה עלולה לקרות וזה לא משפיע על הפנוטיפ של מיקרואורגניזם - אלה ידועים כמו מוטציה שקטה, ואינו משנה את רצף החלבון.
לפיכך, מוטציה משפיעה על גן מסוים מאוד כי קודים עבור חלבון חיוני של מסלול מטבולי מסנתזת חומר חיוני עבור האורגניזם. מוטציה שנוצר חייב להשבית את הגן או להשפיע על החלבון.
זה בדרך כלל משפיע על אנזימים מפתח. המוטציה חייבת לייצר שינוי ברצף של חומצת אמינו שמשנה באופן משמעותי את המבנה של החלבון ולכן הפונקציונליות שלו נעלמת. זה יכול להשפיע גם על האתר הפעיל של האנזים.
דוגמאות ב Saccharomyces cerevisiae
ס 'cerevisiae זהו פטרייה תאיים המוכרת בשם שמרים של בירה. הוא משמש לייצור מוצרים אכילים לבני אדם כגון לחם ובירה.
בזכות השימושיות שלה קל לגדל במעבדה הוא אחד המודלים הביולוגיים הנפוצים ביותר, כך שאתה יודע כי מוטציות ספציפיות גורמות auxotrophy.
Auxotrophs עבור histidine
Histidine (מקוצר במינוח של אות כמו H ושלושה אותיות כמו שלו) הוא אחד 20 חומצות אמינו היוצרות חלבונים. קבוצת ה- R של המולקולה הזו נוצרת על ידי קבוצת אימידאזולה טעונה באופן חיובי.
למרות בחיות, כולל בני אדם, היא חומצת אמינו חיונית - כלומר, הם לא יכולים לסנתז חייבים לשלב דרך תזונה - מיקרואורגניזמים בעלי היכולת לסנתז.
הגן HIS3 בשמרים זה הקודים של האנזים imidazolglicerol פוספט dehydrogenase, אשר משתתפת במסלול של סינתזה של חומצה אמינית histidine.
מוטציות בגן זה (his3-) התוצאה של auxotrophy של histidine. לכן, מוטציות אלה אינם מסוגלים להתרבות במדיום כי חסר את החומרים המזינים.
Auxotrophs עבור טריפטופן
כמו כן, טריפטופן הוא חומצת אמינו של אופי הידרופובי שיש בקבוצה R קבוצה אינדול. כמו חומצת האמינו הקודמת, זה חייב להיות משולב בתזונה של בעלי חיים, אבל מיקרואורגניזמים יכול לסנתז את זה.
הגן TRP1 הוא מקודד את האנזים phosphoribosyl anthranilate isomerase, אשר מעורב במסלול אנבוליים של טריפטופן. כאשר מתרחש שינוי בגן זה, מתקבלת מוטציה trp1-כי incapacitates הגוף כדי לסנתז את חומצת האמינו.
Auxotrophs עבור pyrimidines
Pyrimidines הם תרכובות אורגניות שהם חלק מהחומר הגנטי של אורגניזמים חיים. באופן ספציפי, הם נמצאים בסיסים nitrogenous, המהווים חלק תימין, ציטוזין ו uracil.
בפטרייה הזאת, הגן URA3 זה קודי עבור דלקת פחמן decotboxylase- אורוטין אוטידין. חלבון זה אחראי על מזרז צעד בסינתזה דה נובו של הפירמידינים. לכן, מוטציות המשפיעות על הגן הזה גורמות לאקסוטרופיה כדי uridil או uracil.
Uridine הוא תרכובת הנובעת איחוד של uracil בסיס nitrogenous עם טבעת של ribose. שני המבנים קשורים בקשר גליקוזי.
יישומים
Auxotrophy היא תכונה שימושית מאוד במחקרים הקשורים מיקרוביולוגיה, עבור הבחירה של אורגניזמים במעבדה.
אותו עיקרון יכול להיות מיושם על צמחים, שם בהנדסה גנטית נוצר אדם אוקסוטרופי, בין אם מתיונין, ביוטין, אוקסין וכו '..
יישום בהנדסה גנטית
המוטנטים auxotrophic נמצאים בשימוש נרחב במעבדות שבו פרוטוקולים הנדסה גנטית מתבצעים. אחת המטרות של פרקטיקות מולקולריות אלה היא ההוראה של פלסמיד שנבנה על ידי החוקר במערכת פרוקריוטית. הליך זה נקרא "השלמה auxotrophy".
פלסמיד הוא מולקולה דנ"א עגולה, האופיינית לחיידקים, המשכפלת באופן עצמאי. פלסמידים עשויים להכיל מידע שימושי המשמש את החיידק, למשל, התנגדות לאנטיביוטיקה או גן המאפשר לה לסנתז חומר מזין של עניין.
חוקרים המעוניינים להציג פלסמיד לתוך חיידק יכול להשתמש זן auxotrophic עבור מזין מסוים. המידע הגנטי הדרוש לסינתזה של החומרים המזינים מקודד בפלסמיד.
לפיכך, מדיום מינימאלי (לא המכיל את המזין כי בזן העכברים המוטנטים לא יכולים לסנתז) מוכן ואת החיידקים מצופים פלסמיד.
חיידקים רק כי שולבו בחלק זה של פלסמיד דנ"א יוכלו לגדול בטווח הבינוני, ואילו החיידקים כי הצליחו ללכוד את הפלסמיד ימותו מחוסר מזין.
הפניות
- בניטו, C., & Espino, F. ג '(2012). גנטיקה, מושגים חיוניים. עריכה פנמריקנה רפואי.
- Brock, T. D., & Madigan, M. T. (1993). מיקרוביולוגיה. פרנטיס הול היספנואמריקנה,.
- Griffiths, A.J., Wessler, S.R., Lewontin, R.C., Gelbart, W.M., Suzuki, D.T., & Miller, J.H. (2005). מבוא לניתוח גנטי. מקמילן.
- Izquierdo Rojo, M. (2001). הנדסה גנטית והעברת גנים. פירמידה.
- מולינה, י 'ל' (2018). 90 בעיות של הנדסה גנטית. אוניברסיטת מיגל הרננדז.
- Tortora, G. J., Funke, B. R., & Case, C. L. (2007). מבוא למיקרוביולוגיה. עריכה פנמריקנה רפואי.