أصل عكسي ، مثال وتطبيقات

ل عوني التغذي هو كائن حي غير قادر على تجميع نوع معين من المواد الغذائية أو المركبات العضوية الضرورية لنمو الفرد المذكور. لذلك ، يمكن أن تتكاثر هذه السلالة فقط إذا تمت إضافة المغذيات إلى وسط الثقافة. هذا الشرط الغذائي هو نتيجة طفرة في المادة الوراثية.

ينطبق هذا التعريف بشكل عام على شروط محددة. على سبيل المثال ، نقول إن الكائن الحي هو مادة ضارة للفالين ، مما يشير إلى أن الفرد المعني يحتاج إلى تطبيق هذا الحمض الأميني في وسط الثقافة ، لأنه غير قادر على إنتاجه بمفرده..

وبهذه الطريقة ، يمكننا التمييز بين نمطين ظاهريين: "المسوخ" ، الذي يتوافق مع auxotroph for valine - مع الأخذ في الاعتبار مثالنا الافتراضي السابق ، على الرغم من أنه يمكن أن يكون متباينًا بالنسبة لأي من العناصر الغذائية - و "الأصلي" أو البري ، والذي يمكنه تجميع حمض أميني هذا الأخير يسمى prototroph.

يحدث التآكل الناتج عن بعض الطفرات المحددة التي تؤدي إلى فقدان القدرة على توليف بعض العناصر ، مثل الحمض الأميني أو مكون عضوي آخر.

في علم الوراثة ، الطفرة هي تغيير أو تعديل تسلسل الحمض النووي. بشكل عام ، تحول الطفرة دون عمل إنزيم رئيسي في طريق اصطناعي.

مؤشر

• 1 كيف تنشأ الكائنات المؤذية?
• 2 أمثلة في الخنافس
  • 2.1 Auxotrophs للهستيدين
  • 2.2 Auxotrophs للتربتوفان
  • 2.3 Auxotrophs لبيريميدين
• 3 تطبيقات
  • 3.1 التطبيق في الهندسة الوراثية
• 4 المراجع

كيف تنشأ الكائنات المؤذية?

بشكل عام ، تتطلب الكائنات الحية الدقيقة سلسلة من العناصر الغذائية الأساسية لنموها. الحد الأدنى من احتياجاتك هو دائمًا مصدر للكربون ومصدر للطاقة وأيونات مختلفة.

الكائنات الحية التي تحتاج إلى مغذيات إضافية للعناصر الأساسية هي مواد مساعدة لهذه المادة ، وهي ناشئة عن طفرات في الحمض النووي..

لن تؤثر جميع الطفرات التي تحدث في المادة الوراثية للكائنات الحية الدقيقة على قدرتها على النمو في مواجهة مغذٍ معين.

قد تحدث طفرة وهذا ليس له تأثير على النمط الظاهري للكائنات الحية الدقيقة - وتُعرف باسم الطفرات الصامتة ، لأنها لا تعدل تسلسل البروتين.

وبالتالي ، فإن الطفرة تؤثر على جين معين للغاية يرمز لبروتين أساسي في مسار أيضي يجمع مادة أساسية للكائن الحي. الطفرة الناتجة يجب أن تعطل الجين أو تؤثر على البروتين.

وعادة ما يؤثر على الانزيمات الرئيسية. يجب أن ينتج عن الطفرة تغيير في تسلسل الحمض الأميني الذي يغير بشكل كبير بنية البروتين وبالتالي تختفي وظيفته. يمكن أن يؤثر أيضًا على الموقع النشط للإنزيم.

أمثلة في الخبايا

S. cerevisiae إنه فطر أحادي الخلية يُعرف باسم خميرة البيرة. يتم استخدامه لتصنيع منتجات صالحة للأكل للإنسان مثل الخبز والبيرة.

بفضل فائدته وسهولة نموه في المختبر ، يعد أحد النماذج البيولوجية الأكثر استخدامًا ، لذلك من المعروف أن طفرات معينة تسبب تآكلًا.

Auxotrophs لالهيستيدين

يعد الهستيدين (الذي يختصر في تسميات حرف كما حرف H وثلاثة أحرف مثله) أحد الأحماض الأمينية العشرين التي تشكل البروتينات. تتكون المجموعة R من هذا الجزيء من مجموعة إيميدازول موجبة الشحنة.

على الرغم من أنه في الحيوانات ، بما في ذلك البشر ، فإنه من الأحماض الأمينية الأساسية - أي أنه لا يمكن تصنيعه ويجب إدراجه من خلال النظام الغذائي - الكائنات الحية الدقيقة لديها القدرة على توليفه.

الجين HIS3 في هذه الخميرة ، يرمز إلى إنزيم إيميدازولجليكيرول فوسفات ديهيدروجينيز ، والذي يشارك في مسار تخليق حمض الهيستيد الأميني.

الطفرات في هذا الجين (HIS3^-) يؤدي إلى ضمور الهستيدين. وبالتالي ، فإن هذه الطفرات غير قادرة على التكاثر في وسيلة تفتقر إلى المغذيات.

Auxotrophs لالتربتوفان

وبالمثل ، فإن التربتوفان عبارة عن حمض أميني ذو طبيعة مسعور يحتوي على مجموعة R مجموعة إندول. مثل الحمض الأميني السابق ، يجب إدراجه في النظام الغذائي للحيوانات ، ولكن الكائنات الحية الدقيقة يمكنها تصنيعه.

الجين TRP1 إنه يشفر إنزيم إنزيم فسفوريبوسيل أنثرانيلاتي ، الذي يشارك في طريق الابتنائية للتربتوفان. عند حدوث تغيير في هذا الجين ، يتم الحصول على طفرة trp1^-الذي يعجز الجسم عن تصنيع الأحماض الأمينية.

Auxotrophs لبيريميدين

البيريميدين مركبات عضوية تشكل جزءًا من المادة الوراثية للكائنات الحية. على وجه التحديد ، تم العثور عليها في قواعد النيتروجين ، والتي تشكل جزءًا من ثيمين وسيتوزين ويوراسيل.

في هذه الفطريات ، الجين URA3 انها رموز لإنزيم orotidine-5'-فوسفات ديكاربوكسيلاز. هذا البروتين هو المسؤول عن تحفيز خطوة في التوليف دي نوفو من بيريميدين. لذلك ، فإن الطفرات التي تؤثر على هذا الجين تسبب تآكل الأوريدين أو اليوراسيل.

يوريدين هو مركب ينتج عن اتحاد اليوراسيل ذو القاعدة النيتروجينية مع حلقة من الريبوز. كلا الهيكلين مرتبطان برباط الجليكوسيد.

تطبيقات

Auxotrophy هي ميزة مفيدة للغاية في الدراسات المتعلقة علم الأحياء المجهرية ، لاختيار الكائنات الحية في المختبر.

يمكن تطبيق هذا المبدأ نفسه على النباتات ، حيث يتم إنشاء فرد متباين ، عن طريق الهندسة الوراثية ، سواء للميثيونين ، والبيوتين ، والأكسين ، إلخ..

التطبيق في الهندسة الوراثية

تُسْتَخْدم المسوخات العاكسة على نطاق واسع في المختبرات التي تنفذ فيها بروتوكولات الهندسة الوراثية. أحد أهداف هذه الممارسات الجزيئية هو تعليم البلازميد الذي صممه الباحث في نظام بدائية النواة. يسمى هذا الإجراء "تكملة التكاثر".

البلازميد هو جزيء دنا دائري ، نموذجي للبكتيريا ، يتكاثر بشكل مستقل. قد تحتوي البلازميدات على معلومات مفيدة تستخدمها البكتيريا ، على سبيل المثال ، مقاومة للمضادات الحيوية أو الجينات التي تسمح لها بتوليف مادة مغذية مهمة.

يمكن للباحثين الذين يرغبون في إدخال بلازميد في بكتيريا استخدام سلالة متباينة لمغذيات معينة. يتم ترميز المعلومات الوراثية اللازمة لتركيب المغذيات في البلازميد.

وبهذه الطريقة ، يتم إعداد وسيط الحد الأدنى (الذي لا يحتوي على العناصر الغذائية التي لا يمكن أن توليفها سلالة متحولة) وتزرع البكتيريا مع البلازميد.

فقط البكتيريا التي تضمنت هذا الجزء من DNA البلازميد ستكون قادرة على النمو في الوسط ، في حين أن البكتيريا التي فشلت في التقاط البلازميد سوف تموت بسبب نقص المغذيات.

مراجع

1. Benito، C.، & Espino، F. J. (2012). علم الوراثة ، المفاهيم الأساسية. افتتاحية Panamericana Medical.
2. Brock، T. D.، & Madigan، M. T. (1993). علم الاحياء المجهري. برنتيس هول,.
3. Griffiths، A.J.، Wessler، S.R.، Lewontin، R.C، Gelbart، W.M.، Suzuki، D.T.، & Miller، J.H (2005). مقدمة في التحليل الجيني. ماكميلان.
4. ازكويردو روجو ، م. (2001). الهندسة الوراثية ونقل الجينات. هرم.
5. مولينا ، جيه إل إم (2018). 90 حل مشاكل الهندسة الوراثية. جامعة ميغيل هيرنانديز.
6. تورتورا ، ج. ج. ، فونك ، ب. ر. ، وكيس ، س. ل. (2007). مقدمة في علم الأحياء المجهرية. افتتاحية Panamericana Medical.