Auxotroph

Auxotrof adalah mikroorganisme yang, untuk tumbuh, membutuhkan kebutuhan nutrisi yang telah hilang karena mutasi

Apa itu Auxotroph?

A Auxotroph Ini adalah mikroorganisme yang tidak dapat tumbuh secara alami tanpa kebutuhan nutrisi tertentu, yang hilang karena mutasi. Yaitu, untuk mengolahnya di laboratorium, zat yang kurang, karena tidak dapat mensintesisnya dengan sendirinya harus ditambahkan.

Sebagai contoh, kami mengatakan bahwa organisme ini adalah auksotrof untuk valin, menunjukkan bahwa individu yang bersangkutan membutuhkan asam amino ini untuk diterapkan dalam media kultur, karena ia tidak dapat memproduksinya sendiri.

Dengan cara ini, kita dapat membedakan dua fenotipe: "mutan", yang sesuai dengan auksotrof untuk valin - dengan mempertimbangkan contoh hipotetis kami sebelumnya - dan "asli" atau liar, yang dapat dengan benar mensintesis asam amino dengan benar tersebut. Yang terakhir disebut prototrof.

Auxotrophy berasal dari beberapa mutasi spesifik yang mengarah pada hilangnya kemampuan untuk mensintesis elemen apa pun, seperti asam amino atau komponen organik lainnya.

Dalam genetika, mutasi adalah perubahan atau modifikasi dari urutan DNA. Umumnya mutasi tidak aktif ke enzim utama pada rute sintesis.

Bagaimana organisme auksotrofik?

Secara umum, mikroorganisme membutuhkan serangkaian nutrisi yang sangat diperlukan untuk pertumbuhannya. Kebutuhan minimum Anda selalu menjadi sumber karbon, sumber energi, dan berbagai ion.

Organisme yang membutuhkan nutrisi tambahan untuk dasar -dasar adalah auksotrof untuk zat ini dan berasal dari mutasi DNA.

Tidak semua mutasi yang terjadi pada bahan genetik mikroorganisme akan mempengaruhi kapasitas pertumbuhan mereka terhadap nutrisi tertentu.

Dapat melayani Anda: Staphylococcus saprophyticus

Mutasi dapat terjadi dan ini tidak berpengaruh pada fenotip mikroorganisme, yang dikenal sebagai mutasi diam, karena mereka tidak memodifikasi urutan protein.

Dengan demikian, mutasi mempengaruhi gen yang sangat khusus yang mengkodekan protein yang sangat diperlukan dari rute metabolisme yang mensintesis zat primer untuk tubuh. Mutasi yang dihasilkan harus menonaktifkan gen atau mempengaruhi protein.

Secara umum, itu mempengaruhi enzim kunci. Mutasi harus menghasilkan perubahan dalam urutan asam amino yang secara signifikan mengubah struktur protein dan dengan demikian menghilang fungsinya. Itu juga dapat mempengaruhi situs aktif enzim.

Contoh di Saccharomyces cerevisiae

S. cerevisiae Ini adalah jamur uniseluler yang dikenal sebagai ragi bir. Ini digunakan untuk pembuatan produk yang dapat dimakan untuk manusia, seperti roti dan bir.

Berkat kegunaannya dan pertumbuhan yang mudah di laboratorium, ini adalah salah satu model biologis yang paling banyak digunakan, sehingga diketahui bahwa mutasi spesifik menyebabkan auksotrofi.

Auksotrof histidin

Histidin adalah salah satu dari 20 asam amino yang membentuk protein. Grup R molekul ini dibentuk oleh kelompok imidazol dengan beban positif.

Meskipun pada hewan, termasuk manusia, itu adalah asam amino esensial - yaitu, mereka tidak dapat mensintesisnya dan harus menggabungkannya melalui diet - mikroorganisme memiliki kemampuan untuk mensintesisnya.

Gen His3 dalam ragi ini mengkodekan untuk enzim imidazolgliserol fosfat dehidrogenase, yang berpartisipasi dalam jalur histidin sintacid.

Itu bisa melayani Anda: Bacillus clausii

Mutasi pada gen ini (his3^-) Mereka menghasilkan histidine aidotrophy. Dengan demikian, mutan ini tidak dapat berkembang biak dalam media yang tidak memiliki nutrisi.

Auxotroph untuk tryptophan

Demikian pula, tryptophan adalah asam amino yang bersifat hidrofobik yang memiliki kelompok indol grup A. Sebagai asam amino anterior, ini harus dimasukkan ke dalam makanan hewan, tetapi mikroorganisme dapat mensintesisnya.

Gen TRP1 mengkodekan untuk isomerase enzim fosforribosil antranilat, yang terlibat dalam jalur anabolik triptofan. Ketika perubahan terjadi pada gen ini, mutasi TRP1 diperoleh^- yang melumpuhkan organisme untuk mensintesis asam amino.

Auxotrophs untuk pirimidin

Pirimidin adalah senyawa organik yang merupakan bagian dari bahan genetik organisme hidup. Secara khusus, mereka ditemukan di basis nitrogen, membentuk bagian timin, sitosin dan urasil.

Dalam jamur ini, gen URA3 mengkodekan untuk enzim dikte orid-5-fosfat. Protein ini bertanggung jawab untuk mengkatalisasi langkah dalam sintesis dari novo dari pirimidin. Oleh karena itu, mutasi yang mempengaruhi gen ini menyebabkan auksotrofi menjadi uridin atau urasil.

Uridine adalah senyawa yang dihasilkan dari penyatuan basis nitrogen urasil dengan cincin ribosa. Kedua struktur tersebut dihubungkan oleh ikatan glukosida.

Aplikasi

Auxotrophy adalah karakteristik yang sangat berguna dalam studi terkait mikrobiologi, untuk pemilihan organisme di laboratorium.

Prinsip yang sama ini dapat diterapkan pada tanaman, di mana melalui rekayasa genetika individu auksotrofik dibuat, baik untuk methodin, biotin, auksin, dll.

Dapat melayani Anda: enterococcus

Aplikasi dalam Rekayasa Genetika

Auxotrophs Mutan banyak digunakan di laboratorium di mana protokol rekayasa genetika dilakukan.

Salah satu tujuan dari praktik molekuler ini adalah instruksi dari plasmid yang dibangun oleh peneliti dalam sistem prokariotik. Prosedur ini dikenal sebagai "komplemen auksotrofi".

Plasmid adalah molekul DNA melingkar, khas bakteri, yang direplikasi secara independen. Plasmid dapat berisi informasi berguna yang digunakan oleh bakteri, misalnya, resistensi terhadap antibiotik atau gen yang memungkinkan Anda untuk mensintesis nutrisi yang menarik.

Para peneliti yang ingin memperkenalkan plasmid dalam bakteri dapat menggunakan strain auksotrofik untuk nutrisi tertentu. Informasi genetik yang diperlukan untuk sintesis nutrisi dikodekan dalam plasmid.

Dengan cara ini, media minimum disiapkan (yang tidak mengandung nutrisi bahwa strain mutan tidak dapat disintesis) dan bakteri ditaburkan dengan plasmid.

Hanya bakteri yang menggabungkan bagian DNA plasma ini yang akan dapat tumbuh di tengah, sedangkan bakteri yang gagal menangkap plasmid akan mati karena kurangnya nutrisi.

Referensi

1. Benito, c., & Espino, f. J. Genetika, konsep penting. Editorial medis Pan -American.
2. Brock, t. D., & Madigan, m. T. Mikrobiologi. Hispanoamerican Prentice-Hall.
3. Kiri merah, m. Rekayasa genetika dan transfer gen. Piramida.