Nguồn gốc, ví dụ và ứng dụng



Một phụ gia là một vi sinh vật không có khả năng tổng hợp một loại hợp chất dinh dưỡng hoặc hữu cơ nhất định cần thiết cho sự tăng trưởng của cá thể nói trên. Do đó, chủng này chỉ có thể sinh sôi nảy nở nếu chất dinh dưỡng được thêm vào môi trường nuôi cấy. Yêu cầu dinh dưỡng này là kết quả của sự đột biến trong vật liệu di truyền.

Định nghĩa này thường áp dụng cho các điều kiện cụ thể. Ví dụ, chúng tôi nói rằng sinh vật này là vật liệu phụ cho valine, điều này cho thấy rằng cá thể trong câu hỏi cần axit amin này để được áp dụng trong môi trường nuôi cấy, vì nó không có khả năng tự sản xuất..

Theo cách này, chúng ta có thể phân biệt hai kiểu hình: "người đột biến", tương ứng với phép bổ trợ cho valine - có tính đến ví dụ giả thuyết trước đây của chúng ta, mặc dù nó có thể được tổng hợp cho bất kỳ chất dinh dưỡng nào - và "nguyên bản" hoặc hoang dã, có thể tổng hợp chính xác axit amin Cái sau được gọi là prototroph.

Hiện tượng phụ trợ gây ra bởi một số đột biến cụ thể dẫn đến mất khả năng tổng hợp một số nguyên tố, chẳng hạn như axit amin hoặc thành phần hữu cơ khác.

Trong di truyền học, đột biến là sự thay đổi hoặc sửa đổi trình tự DNA. Nói chung, đột biến làm bất hoạt một enzyme chủ chốt trong một lộ trình tổng hợp.

Chỉ số

  • 1 Các sinh vật phụ có nguồn gốc như thế nào?
  • 2 Ví dụ về Saccharomyces cerevisiae
    • 2.1 Các thuốc bổ trợ cho histidine
    • 2.2 Bổ trợ cho tryptophan
    • 2.3 Phụ trợ cho pyrimidine
  • 3 ứng dụng
    • 3.1 Ứng dụng trong kỹ thuật di truyền
  • 4 tài liệu tham khảo

Làm thế nào để các sinh vật phụ trợ có nguồn gốc?

Nhìn chung, vi sinh vật đòi hỏi một loạt các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự tăng trưởng của chúng. Nhu cầu tối thiểu của bạn luôn là nguồn carbon, nguồn năng lượng và các ion khác nhau.

Các sinh vật cần thêm chất dinh dưỡng cho những chất cơ bản là các chất phụ trợ cho chất này và chúng có nguồn gốc từ các đột biến trong DNA.

Không phải tất cả các đột biến xảy ra trong vật liệu di truyền của vi sinh vật sẽ ảnh hưởng đến khả năng phát triển của nó đối với một chất dinh dưỡng cụ thể.

Đột biến có thể xảy ra và điều này không ảnh hưởng đến kiểu hình của vi sinh vật - chúng được gọi là đột biến im lặng, vì chúng không làm thay đổi trình tự protein.

Do đó, đột biến ảnh hưởng đến một gen rất đặc biệt mã hóa cho một protein thiết yếu của quá trình trao đổi chất tổng hợp một chất cần thiết cho sinh vật. Đột biến được tạo ra phải làm bất hoạt gen hoặc ảnh hưởng đến protein.

Nó thường ảnh hưởng đến các enzyme chủ chốt. Đột biến phải tạo ra sự thay đổi trong chuỗi axit amin làm thay đổi đáng kể cấu trúc của protein và do đó chức năng của nó biến mất. Nó cũng có thể ảnh hưởng đến vị trí hoạt động của enzyme.

Ví dụ trong Saccharomyces cerevisiae

S. cerevisiae Nó là một loại nấm đơn bào phổ biến được gọi là men bia. Nó được sử dụng để sản xuất các sản phẩm ăn được cho con người như bánh mì và bia.

Nhờ tiện ích và sự tăng trưởng dễ dàng trong phòng thí nghiệm là một trong những mô hình sinh học được sử dụng nhiều nhất, vì vậy người ta biết rằng các đột biến cụ thể đang gây ra bệnh phù thũng.

Thuốc bổ trợ cho histidine

Histidine (viết tắt trong danh pháp của một chữ cái là H và ba chữ cái là của Ngài) là một trong 20 axit amin tạo thành protein. Nhóm R của phân tử này được hình thành bởi một nhóm imidazole tích điện dương.

Mặc dù ở động vật, bao gồm cả con người, nó là một axit amin thiết yếu - nghĩa là nó không thể được tổng hợp và phải được kết hợp thông qua chế độ ăn uống - vi sinh vật có khả năng tổng hợp nó.

Gien NGÀI 3 trong nấm men này, nó mã hóa cho enzyme imidazolglicerol phosphate dehydrogenase, tham gia vào quá trình tổng hợp axit amin histidine.

Đột biến trong gen này (của mình 3-) dẫn đến sự tăng cường của histidine. Do đó, những đột biến này không thể sinh sôi nảy nở trong môi trường thiếu chất dinh dưỡng.

Phụ trợ cho tryptophan

Tương tự như vậy, tryptophan là một axit amin có đặc tính kỵ nước có nhóm R là nhóm indole. Giống như axit amin trước đó, nó phải được đưa vào chế độ ăn của động vật, nhưng vi sinh vật có thể tổng hợp nó.

Gien TRP1 Nó mã hóa enzyme phosphoribosyl anthranilate isomerase, có liên quan đến con đường đồng hóa của tryptophan. Khi một sự thay đổi trong gen này xảy ra, một đột biến thu được tr1-làm mất khả năng tổng hợp của cơ thể để tổng hợp axit amin.

Phụ trợ cho pyrimidine

Pyrimidine là các hợp chất hữu cơ là một phần của vật liệu di truyền của các sinh vật sống. Cụ thể, chúng được tìm thấy trong các bazơ nitơ, tạo thành một phần của thymine, cytosine và uracil.

Trong loại nấm này, gen URA3 Nó mã hóa cho enzyme orotidine-5'-phosphate decarboxylase. Protein này chịu trách nhiệm xúc tác một bước trong quá trình tổng hợp de novo của pyrimidin. Do đó, các đột biến ảnh hưởng đến gen này gây ra bệnh phù thũng với uridine hoặc uracil.

Uridine là một hợp chất kết quả từ sự kết hợp của uracil gốc nitơ với một vòng ribose. Cả hai cấu trúc được liên kết bởi một liên kết glycosid.

Ứng dụng

Chứng tăng nhãn áp là một tính năng rất hữu ích trong các nghiên cứu liên quan đến vi sinh, để lựa chọn các sinh vật trong phòng thí nghiệm.

Nguyên tắc tương tự này có thể được áp dụng cho thực vật, trong đó bằng kỹ thuật di truyền, một cá thể phụ được tạo ra, cho dù là methionine, biotin, auxin, v.v..

Ứng dụng trong kỹ thuật di truyền

Các đột biến dị dưỡng được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm nơi các giao thức kỹ thuật di truyền được thực hiện. Một trong những mục tiêu của các thực hành phân tử này là hướng dẫn về một plasmid được xây dựng bởi nhà nghiên cứu trong một hệ thống prokaryote. Thủ tục này được gọi là "bổ sung bổ trợ".

Một plasmid là một phân tử DNA tròn, điển hình của vi khuẩn, sao chép độc lập. Các plasmid có thể chứa thông tin hữu ích được sử dụng bởi vi khuẩn, ví dụ, kháng kháng sinh hoặc gen cho phép nó tổng hợp chất dinh dưỡng quan tâm.

Các nhà nghiên cứu muốn đưa một plasmid vào vi khuẩn có thể sử dụng một chủng vi khuẩn bổ trợ cho một chất dinh dưỡng cụ thể. Thông tin di truyền cần thiết cho quá trình tổng hợp chất dinh dưỡng được mã hóa trong plasmid.

Theo cách này, một môi trường tối thiểu (không chứa chất dinh dưỡng mà chủng đột biến không thể tổng hợp được) đã được chuẩn bị và vi khuẩn được gieo bằng plasmid.

Chỉ những vi khuẩn kết hợp phần DNA plasmid này mới có thể phát triển trong môi trường, trong khi những vi khuẩn không bắt được plasmid sẽ chết vì thiếu chất dinh dưỡng.

Tài liệu tham khảo

  1. Benito, C., & Espino, F. J. (2012). Di truyền học, khái niệm thiết yếu. Biên tập Panamericana Y tế.
  2. Brock, T. D., & Madigan, M. T. (1993). Vi sinh. Prentice-Hall Hispanoamericana,.
  3. Griffiths, A.J., Wessler, S.R., Lewstop, R.C., Gelbart, W.M., Suzuki, D.T., & Miller, J.H. (2005). Giới thiệu về phân tích di truyền. Máy xay sinh tố.
  4. Izquierdo Rojo, M. (2001). Kỹ thuật di truyền và chuyển gen. Kim tự tháp.
  5. Molina, J. L. M. (2018). 90 giải quyết vấn đề của Kỹ thuật di truyền. Đại học Miguel Hernández.
  6. Tortora, G. J., Funke, B. R., & Case, C. L. (2007). Giới thiệu về vi sinh. Biên tập Panamericana Y tế.