Prototrof nedir ve uygulamaları nelerdir?

prototrofları hayati süreçleri için ihtiyaç duydukları amino asitleri üretebilen organizmalar veya hücrelerdir. Bu terim genellikle belirli bir maddeyle ilgili olarak kullanılır. Autobotfik teriminin tam tersidir..

İkinci terim, ancak kendisine belirli bir besin eklendiğinde, kültür ortamında çoğalabilen ve çoğalabilen bir mikroorganizmayı tanımlamak için kullanılır. Prototrof durumunda, söz konusu madde olmadan gelişebilir çünkü kendisini üretme yeteneğine sahiptir..

Örneğin, lizin yokluğunda gelişemeyen bir organizma veya soy, oksotrofik lisin olarak adlandırılır. Prototrofik lizin suşu, sırasıyla, kültür ortamında lizin varlığının veya yokluğundan bağımsız olarak büyür ve çoğalabilir.. 

Temel olarak, bir oksotropik tür, yaşamsal süreçleri için gerekli olan temel bir maddeyi sentezlemesine izin veren fonksiyonel bir metabolik yolu kaybetti..

Bu eksiklik genellikle bir mutasyondan kaynaklanır. Mutasyon prototrofta mevcut bir maddeyi üretmek için biyolojik kapasiteye sahip olmayan boş bir alel üretir..

indeks

• 1 Uygulamalar
  • 1.1 Biyokimya
  • 1.2 oksotrofik belirteçler
  • 1.3 Ames testi
  • 1.4 Ames testine diğer uygulamalar
• 2 Kaynaklar

uygulamaları

biokimya

Autosotrofik genetik belirteçler moleküler genetikte sıklıkla kullanılır. Her gen, bir proteini kodlayan bilgileri içerir. Bu, araştırmacılar, onları Nobel Ödülü'nün alacaklıları yapan çalışmada, George Beadle ve Edward Tatum tarafından gösterildi..

Genlerin bu spesifikliği, biyosentetik veya biyokimyasal yolların haritalanmasına izin verir. Bir genin mutasyonu, bir proteinin mutasyonuna yol açar. Bu şekilde, incelenen bakterilerin auxotrofik suşlarında, hangi enzimlerin mutasyonlar nedeniyle işlevsiz olduğu tespit edilebilir..

Biyosentetik yolların belirlenmesinde bir başka yöntem, spesifik amino asitlerin oksotropik suşlarının kullanılmasıdır. Bu durumlarda, kültür ortamında doğal olmayan analogları eklemek için türler tarafından bu tür amino asitlere olan ihtiyaçtan faydalanıyoruz..

Örneğin, fenilalaninin suşlarının kültürlerinde para-azido fenilalanin ile değiştirilmesi Escherichia coli fenilalanin için oksotropik.

Auxotrophic belirteçler

Metabolik yapı moleküllerinin biyosentezi için yolaklarda yer alan enzimleri kodlayan genlerdeki mutasyonlar, maya ile yapılan genetik deneylerin büyük çoğunluğunda belirteç olarak kullanılır..

Mutasyonun neden olduğu beslenme eksikliği (auxotrofi), büyüme ortamında gerekli besleyiciyi sağlayarak telafi edilebilir.

Bununla birlikte, bu tür bir telafi mutlaka niceliksel değildir, çünkü mutasyonlar çeşitli fizyolojik parametreleri etkiler ve sinerjik olarak etki edebilir..

Bu nedenle, fizyolojik ve metabolik çalışmalarda oksotropik markörlerin ortadan kaldırılması ve yanlılığın azaltılması amacıyla prototrofik suşların elde edilmesi için çalışmalar yapılmıştır..

Ames testi

Ames testi, ayrıca mutagenez testi olarak da bilinir. zehirlenmeye neden olan mikrop, 1970'lerde bir kimyasal maddenin bir mutajen olup olmadığını belirlemek için Bruce N. Ames tarafından geliştirilmiştir..

Ters mutasyon veya daha sonra mutasyon prensibine dayanır. Birden çok suşu kullanır Salmonella typhimurium histidine yardımcı olan.

Bir kimyasal maddenin mutasyona neden olma gücü, histidin içeren bir plaka üzerinde bakterilere uygulanarak ölçülür. Bakteriler daha sonra histidin bakımından fakir olan yeni bir plakaya taşınır.

Madde mutajenik değilse, bakteriler yeni plakta büyüme göstermezler. Başka bir durumda, oksotropik histidin bakterileri prototrofik suşlara geri dönerek histidine dönüşürler.

İşlemli ve işlemsiz levhalarda bakteri üreme oranının karşılaştırılması, bileşiğin bakteriler üzerindeki mutajenik gücünü ölçmeye izin verir.

Bakterilerdeki bu olası mutajenik etki, insanlar dahil diğer organizmalarda aynı etkilere neden olma olasılığını gösterir.

Bakteriyel DNA'da bir mutasyona neden olabilen bir bileşiğin, kansere neden olabilecek mutasyonlar üretebildiğine inanılmaktadır.

Ames testine diğer uygulamalar

Yeni suşların gelişimi

Yeni bakteri suşları elde etmek için Ames testi uygulanmıştır. Örneğin, nitroredüktaz eksikliği olan suşlar geliştirilmiştir.

Bu suşlar, ksenobiyotiklerin ve DNA tamir sistemlerinin metabolizmasını incelemek için kullanılır. Ayrıca, aktif mutajenler üretmek için nitrogrupların metabolik mekanizmalarının yanı sıra genotoksik bileşiklerin nitrasyon mekanizmalarının değerlendirilmesinde de faydalı olmuştur..

Antimutagénesis

Ames testi aynı zamanda doğal antimulanları incelemek ve sınıflandırmak için bir araç olarak kullanılmıştır. Antimutagenler, esasen tamir sistemlerini geliştirerek mutajenik DNA hasarını azaltabilen bileşiklerdir..

Bu şekilde, bu tür bileşikler kanser gelişiminin ilk adımlarından kaçınırlar. 80'lerin başından beri (yirminci yüzyılın) Ames ve meslektaşları, antimutagens bakımından zengin bir diyetle genotoksin azalması ve kanser risklerini değerlendirmek için çalışmalar yaptılar..

Antimutagen düzeyi yüksek diyetleri olan popülasyonların gastroenterik kanser geliştirme riskinin daha az olduğunu gözlemlediler.

Ames testi, mutajeniteyi azalttığı bilinen çeşitli bitki özlerini incelemek için yaygın olarak kullanılmıştır. Bu çalışmalar ayrıca bitki bileşenlerinin her zaman güvenli olmadığını da göstermiştir. Birçok yenilebilir bitkinin genotoksik etkileri olduğu gösterilmiştir.

Ames testinin, alternatif tıpta sıkça kullanılan doğal bileşiklerin toksik veya antimutagenik etkilerini belirlemede de faydalı olduğu gösterilmiştir..

Genotoksik metabolizma çalışmaları

Ames testinin zayıf yanlarından biri genotoksik bileşiklerin metabolik aktivasyonunun olmamasıydı. Bununla birlikte, bu problem kemirgenlerden hazırlanan CYP ile indüklenen karaciğer homojenatları eklenerek çözülmüştür..

CYP, çeşitli maddelerin metabolizması ile ilişkili bir hemoproteindir. Bu değişiklik, Ames testine yeni özellikler ekledi. Örneğin, birkaç CYP indükleyicisi değerlendirildi, bu, bu enzimlerin farklı tipte bileşikler tarafından indüklendiğini gösterdi.

Biyolojik sıvılarda mutajenlerin değerlendirilmesi

Bu testlerde idrar, plazma ve serum örnekleri kullanılır. Amino asit ilaçlarından in vivo N-nitroso bileşiklerinin oluşumunu değerlendirmek için faydalı olabilirler.

Mesleki mutajenlere maruz kalan insan popülasyonlarının epidemiyolojik çalışmalarında, sigara içme alışkanlıklarında ve çevresel kirleticilere maruz kalmalarında da faydalı olabilirler..

Bu testler, örneğin, atık ürünlere maruz kalan işçilerin, su arıtma tesislerinde çalışanlardan daha yüksek düzeyde idrar mutajenine sahip olduğunu göstermiştir..

Ayrıca, eldiven kullanımının, aromatik polisiklik bileşiklere maruz kalan dökümhane çalışanlarındaki mutajen konsantrasyonlarını azalttığını göstermeye de hizmet etmiştir..

Üriner mutajenlerin çalışmaları aynı zamanda antimutagenik değerlendirme için de değerli bir araçtır, çünkü bu test ile C vitamini uygulamasının N-nitroso bileşiklerinin oluşumunu engellediği kanıtlanmıştır..

Ayrıca, bir ay boyunca yeşil çay tüketiminin idrar mutajenlerinin konsantrasyonunu azalttığını göstermek için de hizmet etti..

referanslar

1. B.N. Ames, J. McCann, E. Yamasaki (1975). Salmonella / mammalian-mikrozom mutajenite testi ile kanserojen ve mutajenlerin saptanması için yöntemler. Mutasyon Araştırması / Çevresel Mutagenez ve İlgili Konular.
2. B. Arriaga-Alba, R. Montero-Montoya, J.J. Espinosa (2012). Yirmi birinci Yüzyılda Ames Testi. Araştırma ve İncelemeler: Bir Toksikoloji Dergisi.
3. Auxotrophy. Wikipedia'da. Https://en.wikipedia.org/wiki/Auxotrophy adresinden alındı.
4. S. Benner (2001). Genetik Ansiklopedisi. Akademik Basın.
5. F. Fröhlich, R. Christiano, T.C. Walther (2013). Doğal SILAC: Lizin sentezi düzenlemesine dayanan prototrof mikroorganizmalarda proteinlerin metabolik etiketlenmesi. Moleküler ve Hücresel Proteomik.
6. M. Mülleder, F. Capuano, P. Pir, S. Christen, U. Sauer, S.G. Oliver, M. Ralser (2012). Maya metabolomisi ve biyoloji sistemleri için prototrofik bir silme mutantı koleksiyonu. Doğa Biyoteknolojisi.