A auxotrof Jedná se o mikroorganismus, který není schopen syntetizovat určitý druh živin nebo organických složek nezbytných pro růst uvedeného jedince. Proto tento kmen může proliferovat, pouze pokud je do kultivačního média přidána živina. Tento požadavek na výživu je výsledkem mutace genetického materiálu.
Tato definice se obecně vztahuje na konkrétní podmínky. Například říkáme, že organismus je pro valin auxotrofní, což naznačuje, že dotyčný jedinec potřebuje aplikaci této aminokyseliny v kultivačním médiu, protože není schopen ji sám produkovat..
Tímto způsobem můžeme rozlišit dva fenotypy: „mutant“, který odpovídá valinovému auxotrofu - s přihlédnutím k našemu předchozímu hypotetickému příkladu, ačkoli může být auxotrofem pro jakoukoli živinu - a „původním“ nebo divokým, který může správně syntetizovat aminokyselinu. Ten druhý se nazývá prototrof.
Auxotrofie je způsobena specifickou mutací, která vede ke ztrátě schopnosti syntetizovat prvek, jako je aminokyselina nebo jiná organická složka..
V genetice je mutace změnou nebo modifikací sekvence DNA. Mutace obvykle inaktivuje klíčový enzym syntetickou cestou.
Rejstřík článků
Mikroorganismy obecně pro svůj růst vyžadují řadu základních živin. Vaše minimální potřeby jsou vždy zdroj uhlíku, zdroj energie a různé ionty..
Organismy, které potřebují další živiny než ty základní, jsou pro tuto látku auxotrofy a jsou způsobeny mutacemi v DNA.
Ne všechny mutace, které se vyskytují v genetickém materiálu mikroorganismu, ovlivní jeho schopnost růst proti určité živině.
Může dojít k mutaci a nemá to žádný vliv na fenotyp mikroorganismu - jedná se o tiché mutace, protože nemění sekvenci proteinů.
Mutace tedy ovlivňuje velmi konkrétní gen, který kóduje esenciální protein metabolické dráhy, který syntetizuje pro tělo esenciální látku. Vytvořená mutace musí inaktivovat gen nebo ovlivnit protein.
Obecně ovlivňuje klíčové enzymy. Mutace musí vyvolat změnu v sekvenci aminokyseliny, která významně změní strukturu proteinu a tím zmizí jeho funkčnost. Může také ovlivnit aktivní místo enzymu.
S. cerevisiae je jednobuněčná houba známá jako pivní kvasnice. Používá se k výrobě jedlých produktů pro člověka, jako je chléb a pivo..
Díky své užitečnosti a snadnému růstu v laboratoři je jedním z nejpoužívanějších biologických modelů, a proto je známo, že specifické mutace jsou příčinou auxotrofie..
Histidin (zkrácen v jednopísmenné nomenklatuře jako H a třípísmenná nomenklatura jako His) je jednou z 20 aminokyselin, které tvoří bílkoviny. Skupinu R této molekuly tvoří pozitivně nabitá skupina imidazolu.
I když u zvířat, včetně lidí, jde o esenciální aminokyselinu - to znamená, že ji nemohou syntetizovat a musí ji začlenit prostřednictvím stravy - mikroorganismy mají schopnost ji syntetizovat.
Gen JEHO 3 v této droždí kóduje enzym imidazol glycerol fosfát dehydrogenázu, který se účastní syntézy aminokyseliny histidinu.
Mutace v tomto genu (his3-) vedou k histidinové auxotrofii. Tyto mutanty tedy nejsou schopné proliferovat v médiu bez živin.
Podobně je tryptofan hydrofobní aminokyselina, která má indolovou skupinu jako R skupinu. Stejně jako předchozí aminokyselina musí být začleněna do stravy zvířat, ale mikroorganismy ji mohou syntetizovat.
Gen TRP1 kóduje enzym fosforibosyl anthranilát isomeráza, který se podílí na anabolické tryptofanové cestě. Dojde-li ke změně v tomto genu, získá se mutace trp1- který znemožňuje tělu syntetizovat aminokyselinu.
Pyrimidiny jsou organické sloučeniny, které jsou součástí genetického materiálu živých organismů. Konkrétně se nacházejí v dusíkatých bázích, které tvoří součást thyminu, cytosinu a uracilu.
V této houbě je gen URA3 kóduje enzym orotidin-5'-fosfát dekarboxylázu. Tento protein je zodpovědný za katalyzování kroku v syntéze de novo pyrimidinů. Mutace ovlivňující tento gen proto způsobují auxotrofii uridinu nebo uracilu..
Uridin je sloučenina, která vzniká spojením dusíkaté báze uracilu s ribózovým prstencem. Obě struktury jsou spojeny glykosidovou vazbou.
Auxotrofie je velmi užitečná charakteristika ve studiích souvisejících s mikrobiologií pro výběr organismů v laboratoři.
Stejný princip lze aplikovat na rostliny, kde se pomocí genetického inženýrství vytvoří auxotrofní jedinec, buď pro methionin, biotin, auxin atd..
Auxotrofní mutanti se široce používají v laboratořích, kde se provádějí protokoly o genetickém inženýrství. Jedním z cílů těchto molekulárních postupů je výuka plazmidu konstruovaného výzkumníkem v prokaryotickém systému. Tento postup je známý jako „doplňování auxotrofie“.
Plazmid je kruhová molekula DNA, typická pro bakterie, která se replikuje nezávisle. Plazmidy mohou obsahovat užitečné informace, které bakterie používá, například odolnost vůči antibiotiku nebo gen, který jí umožňuje syntetizovat požadovanou živinu..
Vědci, kteří chtějí zavést plazmid do bakterie, mohou použít auxotrofní kmen pro určitou živinu. Genetická informace nezbytná pro syntézu živiny je kódována v plazmidu.
Tímto způsobem se připraví minimální médium (které neobsahuje živinu, kterou mutantní kmen nedokáže syntetizovat) a bakterie se naočkují plazmidem..
Pouze bakterie, které začlenily tuto část plazmidové DNA, budou schopny růst v médiu, zatímco bakterie, které nedokázaly zachytit plazmid, zemřou z nedostatku živin..
Zatím žádné komentáře