The prototrofy Jsou to organismy nebo buňky, které jsou schopné produkovat aminokyseliny, které potřebují pro své životně důležité procesy. Tento termín se obecně používá ve vztahu k určité konkrétní látce. Je to naproti pojmu auxotrof.
Tento poslední termín se používá k definování mikroorganismu, který je schopen růst a množit se v kultivačním médiu, pouze pokud do něj byla přidána určitá živina. V případě prototrofu může prospívat bez této látky, protože je schopen si ji sám vyrobit.
Organismus nebo kmen, například neschopný růst v nepřítomnosti lysinu, by se nazýval auxotrofní lysin. Prototrofní kmen lysinu bude růst a reprodukovat se nezávisle na přítomnosti nebo nepřítomnosti lysinu v kultivačním médiu..
V podstatě ztratil auxotrofní kmen funkční metabolickou cestu, která mu umožnila syntetizovat základní látku nezbytnou pro její životně důležité procesy.
Tento nedostatek je obecně způsoben mutací. Mutace generuje nulovou alelu, která nemá biologickou kapacitu k produkci látky přítomné v prototrofu.
Rejstřík článků
Auxotrofní genetické markery se často používají v molekulární genetice. Každý gen obsahuje informace, které kódují protein. To prokázali vědci George Beadle a Edward Tatum ve své práci, která jim vynesla Nobelovu cenu..
Tato specificita genů umožňuje mapování biosyntetických nebo biochemických drah. Mutace genu vede k mutaci proteinu. Tímto způsobem lze u auxotrofních kmenů studovaných bakterií určit, které enzymy jsou nefunkční v důsledku mutací..
Další metodou pro stanovení biosyntetických drah je použití auxotrofních kmenů specifických aminokyselin. V těchto případech je potřeba takových aminokyselin kmeny využívána přidáním nepřirozených analogických aminokyselin proteinů do kultivačního média..
Například substituce fenylalaninu para-azido fenylalaninem v kulturách kmenů Escherichia coli auxotrofní pro fenylalanin.
Mutace v genech, které kódují enzymy, které se účastní cest biosyntézy metabolických stavebních molekul, se používají jako markery ve velké většině genetických experimentů s kvasinkami..
Nutriční nedostatek způsobený mutací (auxotrofie) lze kompenzovat dodáním požadované živiny do růstového média.
Taková kompenzace však nemusí být nutně kvantitativní, protože mutace ovlivňují několik fyziologických parametrů a mohou působit synergicky..
Z tohoto důvodu byly provedeny studie k získání prototrofních kmenů s cílem eliminovat auxotrofní markery a snížit zkreslení ve fyziologických a metabolických studiích..
Amesův test, nazývaný také test mutageneze Salmonella, byl vyvinut Brucem N. Amesem v 70. letech za účelem zjištění, zda je chemická látka mutagen.
Je založen na principu reverzní mutace nebo následné mutace. Zaměstnává několik kmenů Salmonella typhimurium auxotrofní k histidinu.
Síla chemické látky způsobující mutaci se měří její aplikací na bakterie na destičce obsahující histidin. Bakterie se následně přemístí do nového plaku chudého na histidiny..
Pokud látka není mutagenní, bakterie by nevykazovaly růst na novém plaku. Jinak histidinové auxotrofní bakterie budou mutovat zpět na histidinové prototrofní kmeny..
Porovnání podílu růstu bakterií na destičkách s ošetřením a bez ošetření umožňuje kvantifikovat mutagenní sílu sloučeniny na bakterie..
Tento možný mutagenní účinek na bakterie naznačuje možnost způsobení stejných účinků v jiných organismech, včetně lidí..
Předpokládá se, že sloučenina, která je schopná způsobit mutaci bakteriální DNA, může být také schopná produkovat mutace, které mohou způsobit rakovinu..
K získání nových bakteriálních kmenů byl použit Amesův test. Například byly vyvinuty kmeny s nedostatkem nitroreduktázy.
Tyto kmeny se používají ke studiu xenobiotického metabolismu a systémů opravy DNA. Byly také užitečné pro hodnocení metabolických mechanismů nitroskupin k produkci aktivních mutagenů, jakož i mechanismů nitrace genotoxických sloučenin..
Amesův test byl také použit jako nástroj ke studiu a klasifikaci přírodních antimutagenů. Antimutageny jsou sloučeniny, které mohou snížit mutagenní léze v DNA, zejména zlepšením jejich opravných systémů.
Tímto způsobem se takové sloučeniny vyhýbají počátečním krokům vývoje rakoviny. Od počátku 80. let (20. století) Ames et al. Prováděli studie k hodnocení snížení genotoxinů a rizik rakoviny prostřednictvím stravy bohaté na antimutageny..
Pozorovali, že populace, které měly stravu s vysokou hladinou antimutagenů, měly nižší riziko vzniku rakoviny gastroenterického systému.
Amesův test byl široce používán ke studiu různých rostlinných extraktů, o nichž je známo, že snižují mutagenitu. Tyto studie také ukázaly, že komponenty rostlin nejsou vždy bezpečné. Bylo prokázáno, že mnoho jedlých rostlin má genotoxické účinky.
Ukázalo se také, že Amesův test je užitečný při detekci toxických nebo antimutagenních účinků přírodních sloučenin, které se často používají v alternativní medicíně..
Jednou ze slabin Amesova testu byla nedostatečná metabolická aktivace genotoxických sloučenin. Tento problém však byl vyřešen přidáním jaterních homogenátů indukovaných CYP připravených z hlodavců..
CYP je hemoprotein spojený s metabolismem různých látek. Tato úprava přidala do Amesova testu nové funkce. Například bylo hodnoceno několik induktorů CYP, což ukazuje, že tyto enzymy jsou indukovány různými typy sloučenin..
Tyto testy používají vzorky moči, plazmy a séra. Může být užitečné pro hodnocení tvorby N-nitrososloučenin in vivo z amino léčiv.
Mohou být také užitečné při epidemiologických studiích na lidských populacích vystavených povoláním mutageny, kuřáckým návykům a expozici látkám znečišťujícím životní prostředí..
Tyto testy například ukázaly, že pracovníci vystavení odpadním produktům mají vyšší hladiny močových mutagenů než ti, kteří pracovali v zařízeních na úpravu vody..
Slouží také k prokázání, že používání rukavic snižuje koncentrace mutagenů u slévárenských pracovníků vystavených polycyklickým aromatickým sloučeninám..
Studie mutagenů v moči jsou také cenným nástrojem pro antimutagenní hodnocení, protože například tento test prokázal, že podávání vitaminu C inhibuje tvorbu N-nitrososloučenin..
Sloužilo také k prokázání, že konzumace zeleného čaje po dobu jednoho měsíce snižuje koncentraci močových mutagenů..
Zatím žádné komentáře