Prototrofico

I prototrofi sono cellule in grado di crescere in un terreno di coltura minimo e produrre gli aminoacidi necessari per crescere. Fonte: Wikimedia Commons

Cosa sono prototrofi?

IL prototrofico Sono microrganismi o cellule in grado di produrre aminoacidi che richiedono di crescere. Questo termine viene generalmente utilizzato in relazione a una particolare sostanza. È contrario al termine auxotrof.

Quest'ultimo termine viene utilizzato per definire un microrganismo che è in grado di crescere e moltiplicare in un terreno di coltura solo se è stato aggiunto un nutriente specifico. Nel caso del prototrofo, può prosperare senza tale sostanza perché è in grado di produrlo da solo.

Un organismo o un ceppo, ad esempio, incapaci di crescere in assenza di arginina, sarebbero chiamati Arginina auxotrophic. Il ceppo di arginina prototrofico, nel frattempo, crescerà e si riprodurrà indipendentemente dalla presenza o dall'assenza di arginina nel terreno di coltura. 

Fondamentalmente, una deformazione auxotrofica ha perso una via metabolica funzionale che gli ha permesso di sintetizzare una sostanza fondamentale e indispensabile per i suoi processi vitali.

Questa mancanza è generalmente dovuta a una mutazione. La mutazione genera un allele nullo che non ha la capacità biologica di produrre una sostanza presente nel prototrofo.

Applicazioni

Biochimica

I marcatori genetici auxotrofici sono spesso usati nella genetica molecolare. Ogni gene contiene le informazioni che codificano una proteina. Ciò è stato dimostrato dai ricercatori George Beadle ed Edward Tatum, nel lavoro che li ha resi creditori del premio Nobel.

Questa specificità dei geni consente la mappatura delle rotte biosintetiche o biochimiche. Una mutazione di un gene porta a una mutazione di una proteina. In questo modo, può essere determinato nei ceppi auxotrofici dei batteri studiati che gli enzimi sono disfunzionali a causa di mutazioni.

Può servirti: Esipelothrix rhusiopatiae

Un altro metodo per determinare le rotte biosintetiche è l'uso di ceppi auxotrofici di aminoacidi specifici. In questi casi, viene utilizzata la necessità di tali aminoacidi per ceppi per aggiungere aminoacidi analoghi non naturali di proteine ​​nei terreni di coltura.

Ad esempio, la sostituzione della fenilalanina da parte della fenilalanina in ceppi di ceppi di Escherichia coli Auxotrofico per fenilalanina.

Marcatori auxotrofici

Le mutazioni all'interno dei geni che codificano gli enzimi che partecipano alla strada per la biosintesi delle molecole di costruzione metabolica, sono usate come marcatori nella stragrande maggioranza degli esperimenti genetici con lievito.

La carenza nutrizionale causata dalla mutazione (auxotrofia) può essere compensata fornendo i nutrienti richiesti nell'ambiente di crescita.

Tuttavia, tale compensazione non è necessariamente quantitativa, perché le mutazioni influenzano diversi parametri fisiologici e possono agire in modo sinergico.

Per questo motivo, sono stati condotti studi per ottenere ceppi prototrofici al fine di eliminare i marcatori auxotrofici e ridurre la distorsione negli studi fisiologici e metabolici.

Il test Ames

Il test Ames, chiamato anche test di mutagenesi di Salmonella, è stato sviluppato da Bruce N. Ames negli anni '70 per determinare se un chimico è un mutagen.

Si basa sul principio di mutazione inversa o mutazione posteriore. Usa più ceppi di Salmonella typhimurium Istidina auxotrofica.

La potenza di una sostanza chimica per causare la mutazione viene misurata applicandola ai batteri su una piastra di istidina. I batteri vengono successivamente spostati in una nuova povera piastra in istidina.

Se la sostanza non è mutagena, i batteri non mostrerebbero la crescita nella nuova placca. Al contrario, i batteri auxotrofici all'istidina si muoveranno in prototrofico all'istidina.

Può servirti: mycoplasmaColtivazione del prototro di batteri salmonella typhimurium. Preso e curato da: Sun14916 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)], da Wikimedia Commons

Il confronto della proporzione della crescita batterica nelle placche con e senza trattamento, consente di quantificare il potere mutagenico del composto sui batteri.

Questo possibile effetto mutageno sui batteri indica la possibilità di causare gli stessi effetti in altri organismi, compresi gli esseri umani.

Si ritiene che un composto in grado di causare una mutazione nel DNA batterico possa anche essere in grado di produrre mutazioni che possono causare il cancro.

Altre applicazioni al test Ames

Sviluppo di nuovi ceppi

Il test Ames è stato applicato per ottenere nuovi ceppi batterici. Ad esempio, sono stati sviluppati scarsi ceppi di nitroreduttasi.

Questi ceppi sono usati per studiare il metabolismo degli xenobiotici e dei sistemi di riparazione del DNA. Sono stati anche utili per valutare i meccanismi metabolici dei nitrogruppi per produrre mutageni attivi, nonché meccanismi di nitrazione dei composti genotossici.

Antimutogenesi

Il test Ames è stato anche utilizzato come strumento per studiare e classificare gli animmutageni naturali. Gli animmutageni sono composti che possono ridurre le lesioni mutageniche nel DNA, principalmente migliorando i loro sistemi di riparazione.

In questo modo, tali composti evitano le fasi iniziali dello sviluppo del cancro. Dall'inizio degli anni '80 (del 20 ° secolo), Ames e collaboratori hanno condotto studi per valutare le riduzioni delle genotossine e i rischi del cancro attraverso una dieta ricca di animmutenos.

Hanno osservato che le popolazioni che avevano diete con alti livelli di animmutageni presentavano meno rischi di sviluppo del carcinoma gastroentico.

Può servirti: Trichomonas hominis: caratteristiche, morfologia, ciclo biologico

Il test Ames è stato ampiamente utilizzato per studiare diversi estratti vegetali che sono noti per ridurre la mutagenicità. Questi studi hanno anche dimostrato che i componenti delle piante non sono sempre innocui. Molte piante commestibili hanno dimostrato di avere effetti genotossici.

Il test Ames ha anche dimostrato di essere utile per rilevare gli effetti tossici o antimutagenici dei composti naturali che sono spesso utilizzati nella medicina alternativa.

Riferimenti

1. B. Arriaga-Alba, r. Montero-Montoya, J.J. Espinosa. Il test di Ames nel ventunesimo secolo. Ricerca e recensioni: un diario di tossicologia.
2. F. Fröhlich, r. Christiano, t.C. Walther. SILAC nativo: etichettatura metabolica delle proteine ​​nei microrganismi di sporgenza basati sulla regolazione della sintesi della lisina. Proteomica molecolare e cellulare.