prototrofe Sunt organisme sau celule care sunt capabile să producă aminoacizii de care au nevoie pentru procesele lor vitale. Acest termen este utilizat în general în legătură cu o anumită substanță. Este opus termenului de auxotrof.
Acest ultim termen este folosit pentru a defini un microorganism care este capabil să crească și să se înmulțească într-un mediu de cultură numai dacă i s-a adăugat un nutrient specific. În cazul prototrofului, acesta poate prospera fără această substanță, deoarece este capabil să o producă singură.
Un organism sau tulpină, de exemplu, incapabil să crească în absența lizinei, s-ar numi lizină auxotrofică. Tulpina de lizină prototrofică, la rândul său, va crește și se va reproduce independent de prezența sau absența lizinei în mediul de cultură..
Practic, o tulpină auxotrofică a pierdut o cale metabolică funcțională care i-a permis să sintetizeze o substanță fundamentală, esențială pentru procesele sale vitale..
Această deficiență se datorează, în general, unei mutații. Mutația generează o alelă nulă care nu are capacitatea biologică de a produce o substanță prezentă în prototrof.
Indice articol
Markerii genetici auxotrofici sunt adesea folosiți în genetică moleculară. Fiecare genă conține informațiile care codifică o proteină. Acest lucru a fost demonstrat de cercetătorii George Beadle și Edward Tatum, în munca lor care le-a adus premiul Nobel..
Această specificitate a genelor permite cartarea căilor biosintetice sau biochimice. O mutație a unei gene duce la mutația unei proteine. În acest fel, se poate determina în tulpinile auxotrofice ale bacteriilor care sunt studiate care enzime sunt disfuncționale din cauza mutațiilor..
O altă metodă de determinare a căilor biosintetice este utilizarea tulpinilor auxotrofice de aminoacizi specifici. În aceste cazuri, se profită de necesitatea unor astfel de aminoacizi de către tulpini pentru a adăuga aminoacizi analogi nenaturali ai proteinelor din mediul de cultură..
De exemplu, înlocuirea fenilalaninei cu para-azido fenilalanina în culturi de tulpini de Escherichia coli auxotrofic pentru fenilalanină.
Mutațiile din gene care codifică enzime care participă la căi pentru biosinteza moleculelor de construcție metabolice sunt utilizate ca markeri în marea majoritate a experimentelor genetice cu drojdie..
Deficiența nutrițională cauzată de mutație (auxotrofie) poate fi compensată prin furnizarea nutrienților necesari în mediul de creștere.
Cu toate acestea, o astfel de compensare nu este neapărat cantitativă, deoarece mutațiile influențează mai mulți parametri fiziologici și pot acționa sinergic..
Din această cauză, au fost efectuate studii pentru a obține tulpini prototrofe în vederea eliminării markerilor auxotrofici și a reducerii prejudecății în studiile fiziologice și metabolice..
Testul Ames, numit și testul mutagenezei Salmonella, a fost dezvoltat de Bruce N. Ames în anii 1970 pentru a determina dacă o substanță chimică este un mutagen.
Se bazează pe principiul mutației inverse sau a mutației ulterioare. Folosește mai multe tulpini de Salmonella typhimurium auxotrofic la histidină.
Puterea unei substanțe chimice de a provoca mutații este măsurată prin aplicarea acesteia pe bacterii pe o placă care conține histidină. Bacteriile sunt ulterior mutate pe o nouă placă săracă în histidină..
Dacă substanța nu este mutagenă, bacteriile nu ar arăta creșterea pe noua placă. În caz contrar, bacteriile auxotrofe ale histidinei vor muta înapoi la tulpini prototrofe de histidină..
Compararea proporției de creștere a bacteriilor în plăci cu și fără tratament face posibilă cuantificarea puterii mutagene a compusului asupra bacteriilor..
Acest posibil efect mutagen la bacterii indică posibilitatea de a provoca aceleași efecte și la alte organisme, inclusiv la oameni..
Se crede că un compus care este capabil să provoace o mutație în ADN-ul bacterian poate fi, de asemenea, capabil să producă mutații care pot provoca cancer..
Testul Ames a fost aplicat pentru a obține noi tulpini bacteriene. De exemplu, au fost dezvoltate tulpini cu deficit de nitroreductază.
Aceste tulpini sunt utilizate pentru a studia metabolismul xenobiotic și sistemele de reparare a ADN-ului. Ele au fost, de asemenea, utile pentru a evalua mecanismele metabolice ale nitrogrupurilor pentru a produce mutageni activi, precum și mecanismele de nitrare ale compușilor genotoxici..
Testul Ames a fost, de asemenea, utilizat ca instrument pentru studierea și clasificarea antimutagenelor naturale. Antimutagenii sunt compuși care pot reduce leziunile mutagene din ADN, în principal prin îmbunătățirea sistemelor lor de reparare.
În acest fel, astfel de compuși evită etapele inițiale ale dezvoltării cancerului. De la începutul anilor 1980 (secolul al XX-lea), Ames și colab. Au realizat studii pentru a evalua reducerea genotoxinei și riscurile de cancer printr-o dietă bogată în antimutageni..
Ei au observat că populațiile care aveau diete cu niveluri ridicate de antimutageni aveau riscuri mai mici de a dezvolta cancer gastroenteric.
Testul Ames a fost utilizat pe scară largă pentru a studia diferite extracte din plante despre care se știe că reduc mutagenitatea. Aceste studii au arătat, de asemenea, că componentele plantei nu sunt întotdeauna sigure. Multe plante comestibile s-au dovedit a avea efecte genotoxice.
Testul Ames s-a dovedit a fi util și în detectarea efectelor toxice sau antimutagenice ale compușilor naturali care sunt frecvent utilizați în medicina alternativă..
Unul dintre punctele slabe ale testului Ames a fost lipsa activării metabolice a compușilor genotoxici. Cu toate acestea, această problemă a fost rezolvată prin adăugarea de omogenate hepatice induse de CYP preparate din rozătoare..
CYP este o hemoproteină asociată cu metabolismul diferitelor substanțe. Această modificare a adăugat noi capacități testului Ames. De exemplu, au fost evaluați mai mulți inductori CYP, arătând că aceste enzime sunt induse de diferite tipuri de compuși..
Aceste teste utilizează probe de urină, plasmă și ser. Poate fi util pentru evaluarea formării compușilor N-nitrozo in vivo din amino medicamente.
Ele pot fi, de asemenea, utile în studiile epidemiologice ale populațiilor umane expuse la mutageni profesioniști, la obiceiurile de fumat și la expunerea la poluanți din mediu..
Aceste teste au arătat, de exemplu, că lucrătorii expuși la deșeuri au niveluri mai ridicate de mutageni urinari decât cei care au lucrat în instalațiile de tratare a apei..
De asemenea, a servit pentru a demonstra că utilizarea mănușilor reduce concentrațiile de mutageni la lucrătorii de turnătorie expuși la compuși aromatici policiclici..
Studiile mutagene urinare sunt, de asemenea, un instrument valoros pentru evaluarea antimutagenică, deoarece, de exemplu, acest test a demonstrat că administrarea vitaminei C inhibă formarea compușilor N-nitrozo..
De asemenea, a servit pentru a demonstra că consumul de ceai verde timp de o lună reduce concentrația de mutageni urinari..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.