Auxotrofo

Gli auxotroph sono microrganismi che, per crescere, hanno bisogno di un requisito nutrizionale che hanno perso a causa di una mutazione

Cos'è un auxotroph?

UN Auxotrofo È un microrganismo che non può crescere naturalmente senza un requisito nutrizionale specifico, che ha perso a causa di una mutazione. Cioè, per coltivarlo in laboratorio, questa sostanza che manca, perché non può sintetizzarlo da sola deve essere aggiunta.

Ad esempio, diciamo che l'organismo è auxotrofo per la valina, indicando che l'individuo in questione ha bisogno di applicare questo aminoacido nel terreno di coltura, perché non è in grado di produrlo da solo.

In questo modo, possiamo differenziare due fenotipi: "il mutante", che corrisponde all'auxotrofono per la valina - tenendo conto del nostro precedente ipotetico esempio - e "l'originale" o selvaggio, che può sintetizzare correttamente l'amminoacido. Quest'ultimo si chiama prototrof.

L'auxotrofia proviene da una mutazione specifica che porta alla perdita della capacità di sintetizzare qualsiasi elemento, come un aminoacido o altri componenti organici.

In genetica, una mutazione è un cambiamento o una modifica della sequenza del DNA. Generalmente la mutazione inattiva in un enzima chiave su una via di sintesi.

Come sono gli organismi auxotrofici?

In generale, i microrganismi richiedono una serie di nutrienti indispensabili per la loro crescita. Le tue esigenze minime sono sempre una fonte di carbonio, una fonte di energia e vari ioni.

Gli organismi che necessitano di nutrienti extra per le basi sono gli auxotrofi per questa sostanza e provengono da mutazioni del DNA.

Non tutte le mutazioni che si verificano nel materiale genetico di un microrganismo influenzeranno la loro capacità di crescita contro un particolare nutriente.

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Può verificarsi una mutazione e questo non ha alcun effetto sul fenotipo del microrganismo, noto come mutazioni silenziose, poiché non modificano la sequenza proteica.

Pertanto, la mutazione colpisce un gene molto particolare che codifica per una proteina indispensabile di una via metabolica che sintetizza una sostanza primaria per il corpo. La mutazione generata deve inattivare il gene o influenzare la proteina.

Generalmente, influisce sugli enzimi chiave. La mutazione deve produrre un cambiamento nella sequenza di un aminoacido che cambia significativamente la struttura della proteina e quindi scompare la sua funzionalità. Può anche influire sul sito attivo dell'enzima.

Esempi in Saccharomyces cerevisiae

S. cerevisiae È un fungo unicellulare popolarmente noto come lievito di birra. Viene utilizzato per la produzione di prodotti commestibili per l'uomo, come pane e birra.

Grazie alla sua utilità e alla facile crescita in laboratorio, è uno dei modelli biologici più utilizzati, quindi è noto che le mutazioni specifiche stanno causando l'auxotrofia.

Istidina auxotrophs

L'istidina è uno dei 20 aminoacidi che formano proteine. Il gruppo R di questa molecola è formato da un gruppo imidazol con carico positivo.

Sebbene negli animali, compresi gli esseri umani, sia un aminoacido essenziale, cioè non possono sintetizzarlo e devono incorporarlo attraverso la dieta - i microrganismi hanno la capacità di sintetizzarlo.

Il gene His3 in questo lievito codifica per l'enzima imidazolglicerolo fosfato deidrogenasi, che partecipa al percorso dell'istidina sinteacida.

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Le mutazioni in questo gene (His3^-) Si traducono in ausifia di istidina. Pertanto, questi mutanti non sono in grado di proliferare in un mezzo che manca del nutriente.

Auxotrophs per triptofano

Allo stesso modo, il triptofano è un aminoacido di natura idrofobica che ha come gruppo un gruppo indolo. Come aminoacido anteriore, questo deve essere incorporato nella dieta degli animali, ma i microrganismi possono sintetizzarlo.

Il gene TRP1 codifica per l'enzima fosforribosile antranilato isomerasi, che è coinvolto nella via anabolica del triptofano. Quando si verifica un cambiamento in questo gene, si ottiene una mutazione TRP1^- Ciò è inabile all'organismo per sintetizzare l'amminoacido.

Auxotroph per pirimidine

Le pirimidine sono composti organici che fanno parte del materiale genetico degli organismi viventi. In particolare, si trovano nelle basi azotate, che fanno parte di timin, citosina e uracile.

In questo fungo, il gene URA3 codifica per l'enzima di dettazione ORID-5-fosfato. Questa proteina è responsabile della catalizzazione di un passo nella sintesi di novo di pirimidine. Pertanto, le mutazioni che colpiscono questo gene causano auxotrofia all'uridina o uracile.

L'uridina è un composto che deriva dall'unione della base di azoto uracile con un anello ribosio. Entrambe le strutture sono collegate da un legame glucosidico.

Applicazioni

L'auxotrofia è una caratteristica molto utile negli studi relativi alla microbiologia, per la selezione di organismi in laboratorio.

Questo stesso principio può essere applicato alle piante, dove attraverso l'ingegneria genetica viene creato un individuo auxotrofico, sia per metodo, biotina, auxina, ecc.

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Applicazione in ingegneria genetica

I mutanti degli auxotroph sono ampiamente utilizzati nei laboratori in cui vengono eseguiti protocolli di ingegneria genetica.

Uno degli obiettivi di queste pratiche molecolari è l'istruzione di un plasmide costruito dal ricercatore in un sistema procariotico. Questa procedura è nota come "complementazione dell'auxotrofia".

Un plasmide è una molecola di DNA circolare, tipica dei batteri, che sono replicati in modo indipendente. I plasmidi possono contenere informazioni utili utilizzate dai batteri, ad esempio resistenza a un antibiotico o un gene che consente di sintetizzare un nutriente di interesse.

I ricercatori che desiderano introdurre un plasmide in un batterio possono usare una deformazione auxotrofica per un nutriente specifico. Le informazioni genetiche necessarie per la sintesi dei nutrienti sono codificate nel plasmide.

In questo modo, viene preparato un mezzo minimo (che non contiene il nutriente che il ceppo mutante non può sintetizzare) e i batteri vengono seminati con plasmide.

Solo i batteri che hanno incorporato questa porzione di DNA plasmatico saranno in grado di crescere nel mezzo, mentre i batteri che non sono riusciti a catturare il plasmide moriranno a causa della mancanza di nutrienti.

Riferimenti

1. Benito, c., & Espino, F. J. Genetica, concetti essenziali. Pan -American Medical Editoriale.
2. Brock, t. D., & Madigan, M. T. Microbiologia. Hispanoamerican Prentice-Hall.
3. Rosso sinistra, m. Ingegneria genetica e trasferimento genico. Piramide.