Auxotrophes

Les auxotrophes sont des micro-organismes qui, pour grandir, ont besoin d'une exigence nutritionnelle qu'ils ont perdu en raison d'une mutation

Qu'est-ce qu'un auxotroph?

UN Auxotrophes Il s'agit d'un micro-organisme qui ne peut pas se développer naturellement sans une exigence nutritionnelle spécifique, qui a perdu en raison d'une mutation. C'est-à-dire, pour le cultiver en laboratoire, cette substance qui manque, car elle ne peut pas la synthétiser par elle-même doit être ajoutée.

Par exemple, nous disons que l'organisme est à l'auxotroph.

De cette façon, nous pouvons différencier deux phénotypes: "le mutant", qui correspond à l'auxotroph pour Valine - en tenant compte de notre exemple hypothétique précédent - et "l'original" ou sauvage, qui peut synthétiser correctement l'acide aminé. Ce dernier est appelé prototroph.

L'auxotrophie provient d'une mutation spécifique qui entraîne la perte de la capacité de synthétiser n'importe quel élément, comme un acide aminé ou un autre composant organique.

En génétique, une mutation est un changement ou une modification de la séquence d'ADN. Généralement la mutation inactive à une enzyme clé sur une route de synthèse.

Comment sont les organismes auxotrophes?

En général, les micro-organismes nécessitent une série de nutriments indispensables pour leur croissance. Vos besoins minimaux sont toujours une source de carbone, une source d'énergie et divers ions.

Les organismes qui ont besoin de nutriments supplémentaires pour les bases sont des auxotrophes pour cette substance et proviennent de mutations d'ADN.

Toutes les mutations qui se produisent dans le matériel génétique d'un micro-organisme affecteront leur capacité de croissance contre un nutriment particulier.

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Une mutation peut se produire et cela n'a aucun effet sur le phénotype du micro-organisme, qui est connu sous le nom de mutations silencieuses, car ils ne modifient pas la séquence protéique.

Ainsi, la mutation affecte un gène très particulier qui code pour une protéine indispensable d'une voie métabolique qui synthétise une substance primaire pour le corps. La mutation générée doit inactiver le gène ou affecter la protéine.

Généralement, il affecte les enzymes clés. La mutation doit produire un changement dans la séquence d'un acide aminé qui modifie considérablement la structure de la protéine et disparaît ainsi sa fonctionnalité. Il peut également affecter le site actif de l'enzyme.

Des exemples de Saccharomyces cerevisiae

S. cerevisiae C'est un champignon unicellulaire connu sous le nom de levure de la bière. Il est utilisé pour la fabrication de produits comestibles pour l'humain, comme le pain et la bière.

Grâce à son utilité et à sa croissance facile en laboratoire, il est l'un des modèles biologiques les plus utilisés, il est donc connu que des mutations spécifiques provoquent une auxotrophie.

Auxotrophs d'histidine

L'histidine est l'un des 20 acides aminés qui forment des protéines. Le groupe R de cette molécule est formé par un groupe d'imidazol avec une charge positive.

Bien que chez les animaux, y compris les humains, c'est un acide aminé essentiel - c'est-à-dire qu'ils ne peuvent pas le synthétiser et doivent l'incorporer par le biais de l'alimentation - les micro-organismes ont la capacité de le synthétiser.

Le gène His3 dans cette levure code pour l'enzyme imidazolglycérol phosphate déshydrogénase, qui participe au chemin de l'histidine synthéacale.

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Les mutations de ce gène (HIS3^-) Ils entraînent une histidine aidotrophy. Ainsi, ces mutants sont incapables de proliférer dans un milieu qui n'a pas le nutriment.

Auxotrophes pour le tryptophane

De même, le tryptophane est un acide aminé de nature hydrophobe qui a en tant que groupe un groupe indole. En tant qu'acide aminé antérieur, cela doit être incorporé dans le régime alimentaire des animaux, mais les micro-organismes peuvent le synthétiser.

Le gène Trp1 code pour l'enzyme phosphorribosyle antranilate isomérase, qui est impliquée dans la voie anabolique du tryptophane. Lorsqu'un changement se produit dans ce gène, une mutation trp1 est obtenue^- qui incapait l'organisme à synthétiser l'acide aminé.

Auxotrophes pour les pyrimidines

Les pyrimidines sont des composés organiques qui font partie du matériel génétique des organismes vivants. Plus précisément, ils se trouvent dans les bases azotées, faisant partie de Timin, de la cytosine et de l'uracile.

Dans ce champignon, le gène URA3 code pour l'enzyme de dictée ORID-5-phosphate. Cette protéine est responsable de la catalyse d'une étape de synthèse de Novo de pyrimidines. Par conséquent, les mutations qui affectent ce gène provoquent une auxotrophie à l'uridine ou à l'uracile.

L'uridine est un composé qui résulte de l'union de la base d'azote uracile avec un anneau ribose. Les deux structures sont liées par une liaison glucosidique.

Applications

L'auxotrophie est une caractéristique très utile des études liées à la microbiologie, pour la sélection d'organismes en laboratoire.

Ce même principe peut être appliqué aux plantes, où par le génie génétique, un individu auxotrophiques est créé, soit pour la méthodin, la biotine, l'auxine, etc.

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Application en génie génétique

Les mutants auxotrophs sont largement utilisés dans les laboratoires où des protocoles de génie génétique sont effectués.

L'un des objectifs de ces pratiques moléculaires est l'instruction d'un plasmide construit par le chercheur dans un système procaryote. Cette procédure est connue sous le nom de "complémentation aux axotrophie".

Un plasmide est une molécule d'ADN circulaire, typique des bactéries, qui sont répliquées indépendamment. Les plasmides peuvent contenir des informations utiles utilisées par les bactéries, par exemple, une résistance à un antibiotique ou à un gène qui vous permet de synthétiser un nutriment d'intérêt.

Les chercheurs qui souhaitent introduire un plasmide dans une bactérie peuvent utiliser une souche auxotrophiques pour un nutriment spécifique. Les informations génétiques nécessaires à la synthèse des nutriments sont codées dans le plasmide.

De cette façon, un milieu minimum est préparé (qui ne contient pas le nutriment que la souche mutante ne peut pas synthétiser) et les bactéries sont semées avec du plasmide.

Seules les bactéries qui incorporaient cette partie de l'ADN plasmatique pourront se développer au milieu, tandis que les bactéries qui n'ont pas réussi à capturer le plasmide mourront en raison du manque de nutriments.

Les références

1. Benito, C., & Espino, F. J. Génétique, concepts essentiels. Pan -American Medical Editorial.
2. Brock, t. D., & Madigan, m. T. Microbiologie. HispanoAmerican Prentice-Hall.
3. Rouge à gauche, m. Génie génétique et transfert de gènes. Pyramide.