영양 요구는 성장 영양소 또는 유기 성분의 필수적인 특정 유형을 합성 할 수없는 미생물 개별 말한다. 따라서이 균주는 배양액에 영양분을 첨가해야만 증식 할 수 있습니다. 이 영양 요구 사항은 유전 물질의 돌연변이의 결과입니다.
이 정의는 일반적으로 특정 조건에 적용됩니다. 예를 들어, 우리는 유기체가 발린에 대한 영양 요 구성이라고 말하는데, 이는 문제의 개인이 스스로 생산할 수 없기 때문에이 아미노산을 배양 배지에 적용 할 필요가 있음을 나타냅니다.
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이러한 방식으로, 우리는 두 가지 표현형을 구별 할 수 있습니다 : 발린 영양 요구에 해당하는 "돌연변이"-이전의 가설 적 예를 고려하여, 어떤 영양소에 대한 영양 요구가 될 수 있더라도-그리고 "원래"또는 야생 아미노산. 후자는 프로토 트로프라고 불립니다.
영양소 증은 아미노산 또는 기타 유기 성분과 같은 요소를 합성하는 능력을 상실하는 특정 돌연변이로 인해 발생합니다.
유전학에서 돌연변이는 DNA 서열의 변화 또는 변형입니다. 일반적으로 돌연변이는 합성 경로에서 주요 효소를 비활성화합니다.
영양 요 구성 유기체는 어떻게 유래합니까?
일반적으로 미생물은 성장을 위해 일련의 필수 영양소를 필요로합니다. 최소 요구 사항은 항상 탄소원, 에너지 원 및 다양한 이온입니다.
기본 영양소에 추가 영양소가 필요한 유기체는이 물질의 영양 요 구성이며 DNA의 돌연변이로 인해 발생합니다.
미생물의 유전 물질에서 발생하는 모든 돌연변이가 특정 영양소에 대해 성장하는 능력에 영향을 미치는 것은 아닙니다.
돌연변이가 발생할 수 있으며 미생물의 표현형에 영향을 미치지 않습니다. 이들은 단백질의 서열을 변경하지 않기 때문에 침묵 돌연변이로 알려져 있습니다.
따라서 돌연변이는 신체의 필수 물질을 합성하는 대사 경로의 필수 단백질을 암호화하는 매우 특정한 유전자에 영향을 미칩니다. 생성 된 돌연변이는 유전자를 비활성화하거나 단백질에 영향을 주어야합니다.
일반적으로 주요 효소에 영향을 미칩니다. 돌연변이는 단백질의 구조를 크게 변화시켜 기능을 제거하는 아미노산 서열의 변화를 가져와야합니다. 또한 효소의 활성 부위에 영향을 미칠 수 있습니다.
의 예
S. cerevisiae는 맥주 효모로 널리 알려진 단세포 곰팡이입니다. 그것은 빵과 맥주와 같은 인간을위한 식용 제품의 제조에 사용됩니다.
그 유용성과 실험실에서의 쉬운 성장 덕분에 가장 널리 사용되는 생물학적 모델 중 하나이기 때문에 특정 돌연변이가 영양 요구 성의 원인으로 알려져 있습니다.
히스티딘에 대한 영양 영양소
히스티딘 (1 문자 명명법에서 H로, 3 문자로 His로 약칭)은 단백질을 구성하는 20 개의 아미노산 중 하나입니다. 이 분자의 R 그룹은 양전하를 띤 이미 다졸 그룹으로 구성됩니다.
인간을 포함한 동물에서는 필수 아미노산입니다. 즉, 합성 할 수없고식이를 통해 통합해야합니다. 미생물은 합성 할 수있는 능력을 가지고 있습니다.
이 효모의 HIS3 유전자는 아미노산 히스티딘 합성 경로에 참여하는 효소 이미 다졸 글리세롤 포스페이트 탈수소 효소를 암호화합니다.
이 유전자에서의 돌연변이 (HIS3 - )의 히스티딘 영양 요 구성을 초래한다. 따라서 이러한 돌연변이는 영양소가 부족한 배지에서 증식 할 수 없습니다.
트립토판에 대한 영양소
유사하게, 트립토판은 R 그룹으로 인돌 그룹을 갖는 소수성 아미노산입니다. 이전의 아미노산과 마찬가지로 동물의 식단에 포함되어야하지만 미생물이 합성 할 수 있습니다.
TRP1 유전자는 트립토판의 동화 경로에 관여하는 효소 포스 포리보실 안트라 닐 레이트 이성화 효소를 암호화합니다. 변경이 유전자에서 발생하면 TRP1 돌연변이가 얻어 - 아미노산을 합성하는 신체를 비활성화한다.
피리 미딘에 대한 영양소
피리 미딘은 살아있는 유기체의 유전 물질의 일부인 유기 화합물입니다. 특히 질소 염기에서 발견되어 티민, 시토신 및 우라실의 일부를 형성합니다.
이 곰팡이에서 URA3 유전자는 효소 orotidine-5'-phosphate decarboxylase를 암호화합니다. 이 단백질은 피리 미딘의 새로운 합성 단계를 촉매하는 역할을합니다. 따라서이 유전자에 영향을 미치는 돌연변이는 우리 딘 또는 우라실 영양 요 구성을 유발합니다.
우리 딘은 질소 염기 우라실과 리보스 고리의 결합으로 생성되는 화합물입니다. 두 구조 모두 글리코 시드 결합으로 연결되어 있습니다.
응용
Auxotrophy는 실험실에서 유기체를 선택하기 위해 미생물학과 관련된 연구에서 매우 유용한 특성입니다.
이 동일한 원리가 식물에 적용될 수 있으며, 유전 공학에 의해 메티오닌, 비오틴, 옥신 등의 영양 요 구성 개체가 생성됩니다.
유전 공학 응용
영양 영양 돌연변이 체는 유전 공학 프로토콜이 수행되는 실험실에서 널리 사용됩니다. 이러한 분자 실습의 목표 중 하나는 원핵 시스템에서 연구원이 구축 한 플라스미드를 지시하는 것입니다. 이 절차를 "요축 보완"이라고합니다.
플라스미드는 독립적으로 복제되는 박테리아의 전형적인 원형 DNA 분자입니다. 플라스미드는 박테리아가 사용하는 유용한 정보를 포함 할 수 있습니다. 예를 들어 일부 항생제에 대한 내성이나 관심있는 영양소를 합성 할 수있는 유전자가 있습니다.
박테리아에 플라스미드를 도입하려는 연구원은 특정 영양소에 영양 요 구성 균주를 사용할 수 있습니다. 영양소 합성에 필요한 유전 정보는 플라스미드에 암호화되어 있습니다.
이러한 방식으로 최소한의 배지 (변이 균주가 합성 할 수없는 영양소를 포함하지 않음)가 준비되고 박테리아에 플라스미드가 주입됩니다.
플라스미드 DNA의이 부분을 통합 한 박테리아 만이 배지에서 성장할 수있는 반면, 플라스미드를 포착하지 못한 박테리아는 영양 부족으로 사망합니다.
참고 문헌
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