Auxotrófo

Os auxotróficos são microorganismos que, para crescer, precisam de um requisito nutricional que eles tenham perdido devido a uma mutação

O que é um Auxotrófo?

A Auxotrófo É um microorganismo que não pode crescer naturalmente sem um requisito nutricional específico, que perdeu devido a uma mutação. Isto é, para cultivá -lo em laboratório, essa substância que falta, porque não pode sintetizá -la por si só deve ser adicionada.

Por exemplo, dizemos que o organismo é Auxotrófo para valina, indicando que o indivíduo em questão precisa de esse aminoácido para ser aplicado no meio de cultura, porque ele não é capaz de produzi -lo sozinho.

Dessa maneira, podemos diferenciar dois fenótipos: "The Mutant", que corresponde ao Auxotrófo para valina - levando em consideração nosso exemplo hipotético anterior - e "o original" ou selvagem, que pode sintetizar corretamente o aminoácido. O último é chamado de prototroófito.

A auxotrofia se origina de alguma mutação específica que leva à perda da capacidade de sintetizar qualquer elemento, como um aminoácido ou outro componente orgânico.

Na genética, uma mutação é uma mudança ou modificação da sequência de DNA. Geralmente a mutação inativa para uma enzima chave em uma rota de síntese.

Como estão os organismos auxronficos?

Em geral, os microorganismos exigem uma série de nutrientes indispensáveis ​​para seu crescimento. Suas necessidades mínimas são sempre uma fonte de carbono, uma fonte de energia e vários íons.

Os organismos que precisam de nutrientes extras para o básico são auxotróficos para esta substância e originam -se de mutações de DNA.

Nem todas as mutações que ocorrem no material genético de um microrganismo afetarão sua capacidade de crescimento contra um nutriente específico.

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Uma mutação pode ocorrer e isso não afeta o fenótipo de microrganismo, conhecido como mutações silenciosas, pois elas não modificam a sequência de proteínas.

Assim, a mutação afeta um gene muito particular que codifica uma proteína indispensável de uma rota metabólica que sintetiza uma substância primária para o corpo. A mutação gerada deve inativar o gene ou afetar a proteína.

Geralmente, afeta as principais enzimas. A mutação deve produzir uma mudança na sequência de um aminoácido que muda significativamente a estrutura da proteína e, portanto, desaparece sua funcionalidade. Também pode afetar o local ativo da enzima.

Exemplos em Saccharomyces cerevisiae

S. cerevisiae É um fungo unicelular conhecido popularmente como fermento de cerveja. É usado para a fabricação de produtos comestíveis para o humano, como pão e cerveja.

Graças à sua utilidade e fácil crescimento em laboratório, é um dos modelos biológicos mais utilizados, por isso é sabido que mutações específicas estão causando a Auxotrófia.

Auxotróficos de histidina

A histidina é um dos 20 aminoácidos que formam proteínas. O grupo R desta molécula é formado por um grupo imidazol com carga positiva.

Embora em animais, incluindo humanos, é um aminoácido essencial - ou seja, eles não podem sintetizá -lo e devem incorporá -lo através da dieta - os microorganismos têm a capacidade de sintetizá -lo.

O gene His3 nesta levedura codifica a enzima imidazolglyclerol fosfato desidrogenase, que participa do caminho da histidina sinteína.

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As mutações neste gene (His3^-) Eles resultam em histidina aidotrofia. Assim, esses mutantes são incapazes de proliferar em um meio que não possui o nutriente.

Auxotróficos para triptofano

Da mesma forma, o triptofano é um aminoácido de natureza hidrofóbica que tem como grupo um grupo indole. Como aminoácido anterior, isso deve ser incorporado à dieta dos animais, mas os microorganismos podem sintetizá -lo.

O gene TRP1 codifica para a enzima fosforribosil antranilato isomerase, que está envolvida na via anabólica do triptofano. Quando uma mudança ocorre neste gene, uma mutação TRP1 é obtida^- que incapacita o organismo para sintetizar o aminoácido.

Auxotróficos para pirimidinas

Pirimidinas são compostos orgânicos que fazem parte do material genético dos organismos vivos. Especificamente, eles são encontrados nas bases nitrogenadas, fazendo parte de Timin, citosina e uracil.

Neste fungo, o gene URA3 codifica a enzima de ditado Orid-5-fosfato. Esta proteína é responsável por catalisar um passo na síntese de Novo de pirimidinas. Portanto, mutações que afetam esse gene causam auxrofia em uridina ou uracil.

A uridina é um composto que resulta da união da base de nitrogênio uracil com um anel de ribose. Ambas as estruturas estão ligadas por um vínculo glucosídico.

Formulários

Auxotrófia é uma característica muito útil em estudos relacionados à microbiologia, para a seleção de organismos no laboratório.

Esse mesmo princípio pode ser aplicado às plantas, onde, através da engenharia genética, é criado um indivíduo auxotrófico, para Methodin, Biotin, Auxin, etc.

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Aplicação em engenharia genética

Os mutantes de auxotrófos são amplamente utilizados em laboratórios onde são realizados protocolos de engenharia genética.

Um dos objetivos dessas práticas moleculares é a instrução de um plasmídeo construído pelo pesquisador em um sistema procariótico. Este procedimento é conhecido como "complementação de Auxotrófia".

Um plasmídeo é uma molécula de DNA circular, típica de bactérias, que são replicadas de forma independente. Os plasmídeos podem conter informações úteis usadas por bactérias, por exemplo, resistência a um antibiótico ou um gene que permite sintetizar um nutriente de interesse.

Pesquisadores que desejam introduzir um plasmídeo em uma bactéria podem usar uma tensão auxroficada para um nutriente específico. A informação genética necessária para a síntese de nutrientes é codificada no plasmídeo.

Dessa maneira, um meio mínimo é preparado (que não contém o nutriente que a tensão mutante não pode sintetizar) e as bactérias são semeadas com plasmídeo.

Somente as bactérias que incorporaram essa porção do DNA plasmático poderão crescer no meio, enquanto as bactérias que falharam em capturar o plasmídeo morrerão devido à falta de nutriente.

Referências

1. Benito, c., & Espino, f. J. Genética, conceitos essenciais. Editorial médico pan -American.
2. Brock, t. D., & Madigan, M. T. Microbiologia. Hispanoamerican Prentice-Hall.
3. Vermelho esquerdo, m. Engenharia genética e transferência de genes. Pirâmide.