A auxotrof Este un microorganism care nu este capabil să sintetizeze un anumit tip de nutrienți sau componente organice esențiale pentru creșterea individului respectiv. Prin urmare, această tulpină poate prolifera numai dacă nutrientul este adăugat la mediul de cultură. Această cerință nutrițională este rezultatul unei mutații a materialului genetic.
Această definiție se aplică în general unor condiții specifice. De exemplu, spunem că organismul este auxotrofic pentru valină, ceea ce indică faptul că individul în cauză are nevoie de acest aminoacid pentru a fi aplicat în mediul de cultură, deoarece nu este capabil să-l producă singur..
În acest fel, putem diferenția două fenotipuri: „mutantul”, care corespunde auxotrofului valinei - ținând cont de exemplul nostru ipotetic anterior, deși poate fi un auxotrof pentru orice nutrient - și „originalul” sau sălbatic, care poate sintetizează corect aminoacidul. Acesta din urmă se numește prototrof.
Auxotrofia este cauzată de o mutație specifică care duce la pierderea capacității de sintetizare a unui element, cum ar fi un aminoacid sau altă componentă organică..
În genetică, o mutație este o modificare sau modificare a secvenței ADN. De obicei mutația inactivează o enzimă cheie într-o cale sintetică.
Indice articol
În general, microorganismele necesită o serie de nutrienți esențiali pentru creșterea lor. Nevoile dvs. minime sunt întotdeauna o sursă de carbon, o sursă de energie și diferiți ioni..
Organismele care au nevoie de nutrienți suplimentari față de cele de bază sunt auxotrofe pentru această substanță și sunt cauzate de mutații în ADN.
Nu toate mutațiile care apar în materialul genetic al unui microorganism îi vor afecta capacitatea de a crește împotriva unui anumit nutrient.
Se poate produce o mutație și nu are niciun efect asupra fenotipului microorganismului - acestea sunt cunoscute sub numele de mutații silențioase, deoarece nu modifică secvența proteică.
Astfel, mutația afectează o genă foarte specială care codifică o proteină esențială a unei căi metabolice care sintetizează o substanță esențială pentru organism. Mutația generată trebuie să inactiveze gena sau să afecteze proteina.
În general, afectează enzimele cheie. Mutația trebuie să producă o schimbare în secvența unui aminoacid care modifică semnificativ structura proteinei și dispare astfel funcționalitatea acesteia. De asemenea, poate afecta locul activ al enzimei.
S. cerevisiae este o ciupercă unicelulară cunoscută popular sub numele de drojdie de bere. Este utilizat pentru fabricarea produselor comestibile pentru oameni, cum ar fi pâinea și berea..
Datorită utilității sale și creșterii ușoare în laborator, este unul dintre cele mai utilizate modele biologice, motiv pentru care se știe că mutațiile specifice sunt cauza auxotrofiei..
Histidina (prescurtată în nomenclatura cu o literă ca H și în trei litere ca His) este unul dintre cei 20 de aminoacizi care alcătuiesc proteinele. Grupul R al acestei molecule este alcătuit dintr-un grup imidazol încărcat pozitiv.
Deși la animale, inclusiv la oameni, este un aminoacid esențial - adică nu îl pot sintetiza și trebuie să-l încorporeze prin dietă - microorganismele au capacitatea de a-l sintetiza.
Gen LUI3 în această drojdie codifică enzima imidazol glicerol fosfat dehidrogenază, care participă la calea de sinteză a aminoacidului histidină.
Mutațiile acestei gene (lui3-) duc la auxotrofie cu histidină. Astfel, acești mutanți nu pot prolifera într-un mediu lipsit de nutrienți.
În mod similar, triptofanul este un aminoacid hidrofob care are o grupare indol ca grupare R. Ca și aminoacidul anterior, acesta trebuie încorporat în dieta animalelor, dar microorganismele îl pot sintetiza.
Gen TRP1 codifică enzima fosforibosil antranilat izomerază, care este implicată în calea triptofanului anabolic. Când apare o modificare a acestei gene, se obține o mutație trp1- care dezactivează organismul pentru a sintetiza aminoacidul.
Pirimidinele sunt compuși organici care fac parte din materialul genetic al organismelor vii. În mod specific, acestea se găsesc în baze azotate, formând parte din timină, citozină și uracil.
În această ciupercă, gena URA3 coduri pentru enzima orotidină-5'-fosfat decarboxilază. Această proteină este responsabilă pentru catalizarea unui pas în sinteză de novo a pirimidinelor. Prin urmare, mutațiile care afectează această genă provoacă auxotrofie de uridină sau uracil..
Uridina este un compus care rezultă din unirea uracilului cu bază de azot cu un inel de riboză. Ambele structuri sunt legate printr-o legătură glicozidică.
Auxotrofia este o caracteristică foarte utilă în studiile legate de microbiologie, pentru selectarea organismelor în laborator.
Același principiu poate fi aplicat plantelor, unde prin inginerie genetică se creează un individ auxotrofic, fie pentru metionină, biotină, auxină etc..
Mutanții auxotrofici sunt folosiți pe scară largă în laboratoarele unde se efectuează protocoale de inginerie genetică. Unul dintre obiectivele acestor practici moleculare este instruirea unei plasmide construite de cercetător într-un sistem procariot. Această procedură este cunoscută sub numele de „complementare auxotrofică”.
O plasmidă este o moleculă circulară de ADN, tipică bacteriilor, care se reproduce independent. Plasmidele pot conține informații utile care sunt utilizate de bacterie, de exemplu, rezistența la un antibiotic sau la o genă care îi permite să sintetizeze un nutrient de interes..
Cercetătorii care doresc să introducă o plasmidă într-o bacterie pot folosi o tulpină auxotrofică pentru un anumit nutrient. Informațiile genetice necesare pentru sinteza nutrientului sunt codificate în plasmidă.
În acest fel, se prepară un mediu minim (care nu conține nutrientul pe care tulpina mutantă nu îl poate sintetiza) și bacteriile sunt însămânțate cu plasmida..
Doar bacteriile care au încorporat această porțiune de ADN plasmidic vor putea crește în mediu, în timp ce bacteriile care nu au reușit să capteze plasmida vor muri din lipsa nutrienților..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.