Chia sẻ:
Prototroph là gì và ứng dụng của nó là gì?
các bảo vệ chúng là những sinh vật hoặc tế bào có khả năng sản xuất axit amin mà chúng cần cho các quá trình quan trọng của chúng. Thuật ngữ này thường được sử dụng liên quan đến một chất cụ thể. Nó trái ngược với thuật ngữ phụ.
Thuật ngữ thứ hai được sử dụng để định nghĩa một vi sinh vật có khả năng phát triển và nhân lên trong môi trường nuôi cấy chỉ khi một chất dinh dưỡng cụ thể đã được thêm vào nó. Trong trường hợp của prototroph, nó có thể phát triển mạnh mà không cần nói chất vì nó có khả năng tự sản xuất.
Một sinh vật hoặc chủng, ví dụ, không thể phát triển trong trường hợp không có lysine, sẽ được gọi là lysine bổ trợ. Sau đó, chủng lysine prototrophic sẽ phát triển và có thể sinh sản độc lập với sự hiện diện hoặc vắng mặt của lysine trong môi trường nuôi cấy.
Về cơ bản, một chủng dị dưỡng đã mất một đường chuyển hóa chức năng cho phép nó tổng hợp một chất cơ bản, cần thiết cho các quá trình quan trọng của nó.
Sự thiếu hụt này thường là do đột biến. Đột biến tạo ra một alen null không có khả năng sinh học để tạo ra một chất có trong prototroph.
Chỉ số
- 1 ứng dụng
- 1.1 Hóa sinh
- 1,2 điểm đánh dấu
- 1.3 Bài kiểm tra Ames
- 1.4 Các ứng dụng khác để kiểm tra Ames
- 2 Tài liệu tham khảo
Ứng dụng
Hóa sinh
Các dấu hiệu di truyền phụ trợ thường được sử dụng trong di truyền phân tử. Mỗi gen chứa thông tin mã hóa một protein. Điều này đã được chứng minh bởi các nhà nghiên cứu George Beadle và Edward Tatum, trong công trình khiến họ trở thành chủ nợ của giải thưởng Nobel..
Tính đặc hiệu này của các gen cho phép lập bản đồ các con đường sinh tổng hợp hoặc sinh hóa. Đột biến gen dẫn đến đột biến protein. Theo cách này, nó có thể được xác định trong các chủng vi khuẩn dị dưỡng được nghiên cứu về các enzyme bị rối loạn chức năng do các đột biến.
Một phương pháp khác để xác định các tuyến sinh tổng hợp là sử dụng các chủng bổ trợ của các axit amin cụ thể. Trong những trường hợp này, chúng tôi tận dụng sự cần thiết của các axit amin như vậy bởi các chủng để thêm các chất tương tự không tự nhiên của protein trong môi trường nuôi cấy.
Ví dụ, việc thay thế phenylalanine bằng para-azido phenylalanine trong nuôi cấy các chủng Escherichia coli bổ trợ cho phenylalanine.
Dấu hiệu cận thị
Đột biến trong gen mã hóa các enzyme liên quan đến con đường sinh tổng hợp các phân tử xây dựng trao đổi chất được sử dụng làm chất đánh dấu trong phần lớn các thí nghiệm di truyền với nấm men.
Sự thiếu hụt dinh dưỡng gây ra bởi đột biến (bổ trợ) có thể được bù đắp bằng cách cung cấp chất dinh dưỡng cần thiết trong môi trường tăng trưởng.
Tuy nhiên, sự bù trừ như vậy không nhất thiết là định lượng vì các đột biến ảnh hưởng đến các thông số sinh lý khác nhau và có thể tác động hiệp đồng.
Bởi vì điều này, các nghiên cứu đã được thực hiện để thu được các chủng prototrophic nhằm loại bỏ các dấu hiệu phụ và giảm sự thiên vị trong các nghiên cứu sinh lý và trao đổi chất..
Bài kiểm tra Ames
Thử nghiệm Ames, còn được gọi là thử nghiệm đột biến Salmonella, được phát triển bởi Bruce N. Ames vào những năm 1970 để xác định xem một hóa chất có phải là đột biến không.
Nó dựa trên nguyên tắc đột biến nghịch đảo hoặc đột biến sau này. Sử dụng nhiều chủng Salmonella typhimurium bổ trợ cho histidine.
Sức mạnh của một hóa chất gây đột biến được đo bằng cách áp dụng nó cho vi khuẩn trên một tấm chứa histidine. Các vi khuẩn sau đó được chuyển sang một đĩa mới nghèo histidine.
Nếu chất này không gây đột biến, vi khuẩn sẽ không thể hiện sự phát triển trong mảng bám mới. Trong một trường hợp khác, vi khuẩn histidine phụ trợ sẽ biến đổi trở lại các chủng prototrophic thành histidine.
Việc so sánh tỷ lệ tăng trưởng của vi khuẩn trong các tấm có và không cần điều trị, cho phép định lượng khả năng gây đột biến của hợp chất trên vi khuẩn.
Hiệu ứng gây đột biến có thể xảy ra ở vi khuẩn này cho thấy khả năng nó gây ra tác dụng tương tự ở các sinh vật khác, bao gồm cả con người.
Người ta tin rằng một hợp chất có khả năng gây đột biến DNA vi khuẩn cũng có thể tạo ra đột biến có thể gây ung thư.
Các ứng dụng khác để kiểm tra Ames
Phát triển các chủng mới
Thử nghiệm Ames đã được áp dụng để thu được các chủng vi khuẩn mới. Ví dụ, các chủng thiếu nitroreductase đã được phát triển.
Những chủng này được sử dụng để nghiên cứu sự chuyển hóa của xenobamel và hệ thống sửa chữa DNA. Chúng cũng rất hữu ích để đánh giá các cơ chế trao đổi chất của các nitrogroup để tạo ra các đột biến hoạt động, cũng như các cơ chế nitrat hóa của các hợp chất genotoxic.
Kháng sinh
Thử nghiệm Ames cũng đã được sử dụng như một công cụ để nghiên cứu và phân loại các chất chống vi trùng tự nhiên. Thuốc chống vi trùng là các hợp chất có thể làm giảm thiệt hại DNA gây đột biến, chủ yếu bằng cách cải thiện hệ thống sửa chữa của chúng.
Theo cách này, các hợp chất như vậy tránh được các bước phát triển ung thư ban đầu. Từ đầu những năm 80 (của thế kỷ XX), Ames và các đồng nghiệp đã tiến hành các nghiên cứu để đánh giá mức độ giảm độc tố gen và nguy cơ ung thư thông qua chế độ ăn uống giàu chất chống vi trùng.
Họ quan sát thấy rằng những quần thể có chế độ ăn uống có nồng độ kháng sinh cao sẽ ít có nguy cơ mắc ung thư đường tiêu hóa.
Thử nghiệm Ames đã được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu một số chiết xuất thực vật được biết là làm giảm tính đột biến. Những nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng các thành phần thực vật không phải lúc nào cũng an toàn. Nhiều cây ăn được đã được chứng minh là có tác dụng gây độc gen.
Thử nghiệm Ames cũng cho thấy rất hữu ích trong việc phát hiện các tác dụng độc hại hoặc kháng khuẩn của các hợp chất tự nhiên thường được sử dụng trong y học thay thế..
Các nghiên cứu về chuyển hóa genotoxic
Một trong những điểm yếu của xét nghiệm Ames là thiếu kích hoạt trao đổi chất của các hợp chất gây độc gen. Tuy nhiên, vấn đề này đã được giải quyết bằng cách thêm homogenates gan gây ra bởi CYP được chuẩn bị từ loài gặm nhấm.
CYP là một hemoprotein liên quan đến chuyển hóa các chất khác nhau. Sửa đổi này đã thêm các khả năng mới cho thử nghiệm Ames. Ví dụ, một số chất gây cảm ứng CYP đã được đánh giá, cho thấy các enzyme này được gây ra bởi các loại hợp chất khác nhau.
Đánh giá chất gây đột biến trong chất lỏng sinh học
Những xét nghiệm này sử dụng mẫu nước tiểu, huyết tương và huyết thanh. Chúng có thể hữu ích để đánh giá sự hình thành các hợp chất N-nitroso in vivo từ các thuốc axit amin.
Chúng cũng có thể hữu ích trong các nghiên cứu dịch tễ học về quần thể người tiếp xúc với đột biến nghề nghiệp, thói quen hút thuốc và tiếp xúc với các chất ô nhiễm môi trường.
Các xét nghiệm này đã cho thấy, ví dụ, các công nhân tiếp xúc với các sản phẩm thải có mức độ đột biến nước tiểu cao hơn so với những người làm việc trong các cơ sở xử lý nước..
Nó cũng đã được chứng minh rằng việc sử dụng găng tay làm giảm nồng độ chất gây đột biến ở những người thợ đúc tiếp xúc với các hợp chất đa vòng thơm.
Các nghiên cứu về đột biến nước tiểu cũng là một công cụ có giá trị để đánh giá antimutagenic, ví dụ, với xét nghiệm này đã chứng minh rằng việc sử dụng vitamin C ức chế sự hình thành các hợp chất N-nitroso.
Nó cũng phục vụ cho thấy rằng tiêu thụ trà xanh trong một tháng làm giảm nồng độ đột biến nước tiểu.
Tài liệu tham khảo
- B.N. Ames, J. McCann, E. Yamasaki (1975). Phương pháp phát hiện chất gây ung thư và gây đột biến bằng xét nghiệm gây đột biến salmonella / động vật có vú-microsome. Nghiên cứu đột biến / gây đột biến môi trường và các đối tượng liên quan.
- B. Arriaga-Alba, R. Montero-Montoya, J.J. Espinosa (2012). Thử nghiệm Ames trong Thế kỷ hai mươi mốt. Nghiên cứu & Đánh giá: Tạp chí Độc tính học.
- Chứng tăng nhãn áp Trong Wikipedia. Lấy từ https://en.wikipedia.org/wiki/Auxotrophy.
- S. Benner (2001). Bách khoa toàn thư về di truyền học. Báo chí học thuật.
- F. Fröhlich, R. Christiano, T.C. Walther (2013). SILAC bản địa: Ghi nhãn chuyển hóa của protein trong các vi sinh vật prototroph dựa trên sự điều hòa tổng hợp lysine. Proteomics phân tử & tế bào.
- M. Mülleder, F. Capuano, P. Pir, S. Christen, U. Sauer, S.G. Oliver, M. Ralser (2012). Một bộ sưu tập đột biến xóa prototrophic cho các hệ thống chuyển hóa và sinh học nấm men. Công nghệ sinh học tự nhiên.