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栄養要求性の起源、例および応用
A 栄養要求性 その個体の成長に必須のある種の栄養素または有機化合物を合成することができない微生物である。したがって、この菌株は栄養素が培地に添加された場合にのみ増殖することができます。この栄養必要量は遺伝物質の突然変異の結果です.
この定義は一般に特定の条件に適用されます。例えば、我々は生物がバリンに対して栄養要求性であると言い、それは問題の個体がそれ自身それを生産することができないので培地にこのアミノ酸を適用する必要があることを示す。.
このようにして、2つの表現型を区別することができます。バリンの栄養要求性に対応する「突然変異体」 - これまでの仮説の例を考慮します。アミノ酸後者は原栄養株と呼ばれます.
栄養要求性は、アミノ酸または他の有機成分などのいくつかの要素を合成する能力の喪失をもたらすいくつかの特定の突然変異によって引き起こされる.
遺伝学では、突然変異はDNA配列の変更または修正です。一般に、突然変異は合成経路で重要な酵素を不活性化します.
索引
- 1栄養要求性生物の起源?
- 2 Saccharomyces cerevisiaeの例
- 2.1ヒスチジンの栄養要求性
- 2.2トリプトファンの栄養要求性
- 2.3ピリミジンの栄養要求株
- 3アプリケーション
- 3.1遺伝子工学における応用
- 4参考文献
栄養要求性生物の起源?
一般に、微生物はその成長のために一連の必須栄養素を必要とします。あなたの最小の必要性は常に炭素源、エネルギー源、そして様々なイオンです.
基本的なものに追加の栄養素を必要とする生物は、この物質の栄養要求性であり、それらはDNAの突然変異によって引き起こされます。.
微生物の遺伝物質に発生するすべての突然変異が特定の栄養素に対して増殖する能力に影響を及ぼすわけではありません。.
突然変異が起こる可能性があり、これは微生物の表現型に影響を与えません - これらはタンパク質配列を変更しないため、サイレント突然変異として知られています.
したがって、この突然変異は、生物にとって必須の物質を合成する代謝経路の必須タンパク質をコードする非常に特定の遺伝子に影響を与える。生成された突然変異は遺伝子を不活性化するか、またはタンパク質に影響を与えなければ.
それは通常重要な酵素に影響を与えます。変異は、タンパク質の構造を著しく変化させるアミノ酸の配列に変化を生じさせなければならず、したがってその機能性は消失する。それはまた酵素の活動的な場所に影響を与えることができます.
の例 Saccharomyces cerevisiae
S. cerevisiae それはビールのイーストとして広く知られている単細胞真菌です。パンやビールなどの人間向けの食用製品の製造に使用されます。.
その有用性と実験室での容易な成長のおかげで最も使用されている生物学的モデルの一つであるので、特定の突然変異が栄養要求性を引き起こしていることが知られている.
ヒスチジンの栄養要求株
ヒスチジン（1文字の命名法ではH、3文字はHisと略されます）は、タンパク質を形成する20個のアミノ酸のうちの1つです。この分子のＲ基は、正に帯電したイミダゾール基によって形成される。.
人間を含む動物では、それは必須アミノ酸です - すなわち、それは合成することができず、食事を通して取り込まなければなりません - 微生物はそれを合成する能力を持っています.
遺伝子 HIS3 この酵母において、それは、アミノ酸ヒスチジンの合成経路に関与する酵素イミダゾールグリセロールホスフェートデヒドロゲナーゼをコードする。.
この遺伝子の突然変異（his3-）ヒスチジンの栄養要求性をもたらす。したがって、これらの変異体は栄養素を欠く培地中で増殖することができない。.
トリプトファンの栄養要求株
同様に、トリプトファンは、基Ｒとしてインドール基を有する疎水性のアミノ酸である。前のアミノ酸のように、それは動物の食事に取り込まれなければなりません、しかし微生物はそれを合成することができます.
遺伝子 TRP1 それはトリプトファンの同化経路に関与する酵素ホスホリボシルアントラニル酸イソメラーゼをコードする。この遺伝子の変化が起こると、突然変異が得られます trp1-それはアミノ酸を総合するためにボディを無能にさせる.
ピリミジンの栄養要求株
ピリミジンは有機体の遺伝物質の一部である有機化合物です。具体的には、それらはチミン、シトシンおよびウラシルの一部を形成する窒素含有塩基中に見出される。.
この真菌では、遺伝子 URA3 それは酵素オロチジン-5'-リン酸デカルボキシラーゼをコードする。この蛋白質は総合的な段階の触媒作用に責任があります de novo ピリミジンしたがって、この遺伝子に影響を及ぼす変異は、ウリジンまたはウラシルに対する栄養要求性を引き起こす.
ウリジンは、窒素含有ウラシルとリボースの環との結合から生じる化合物である。両方の構造はグリコシド結合によって連結されている.
アプリケーション
栄養要求性は、実験室での生物の選択のために、微生物学に関連した研究において非常に有用な特徴です.
これと同じ原理は、メチオニン、ビオチン、オーキシンなどにかかわらず、遺伝子操作によって栄養要求性個体が作られる植物にも適用することができる。.
遺伝子工学における応用
栄養要求性変異株は、遺伝子工学プロトコールが実施されている実験室で広く使用されている。これらの分子的手法の目的の1つは、原核生物系において研究者によって構築されたプラスミドの使用法です。この方法は「栄養要求性補完」と呼ばれます.
プラスミドは細菌に特有の環状DNA分子で、独立して複製します。プラスミドは、細菌によって使用される有用な情報、例えば抗生物質に対する耐性、またはそれが目的の栄養素を合成することを可能にする遺伝子を含み得る。.
細菌にプラスミドを導入したい研究者は、特定の栄養素に栄養要求性株を使用することができます。栄養素の合成に必要な遺伝情報はプラスミドにコードされています.
このようにして、最低限の培地（これは変異株が合成できない栄養素を含まない）を調製し、細菌をプラスミドと共に播種する。.
プラスミドＤＮＡのこの部分を組み込んだ細菌のみが培地中で増殖することができ、一方プラスミドを捕捉できなかった細菌は栄養素の欠如のために死滅するであろう。.
参考文献
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