Auxotroph

Ein Auxotroph ist eine Art von Mikroorganismus, der durch Mutation entsteht und für sein Wachstum einen oder mehrere spezielle Faktoren benötigt. Diese Faktoren waren für die ursprünglichen Mikroorganismen nicht erforderlich und ihr Fehlen kann zu einem starken oder vollständigen Wachstumsstopp auxotropher Mikroorganismen führen.

Auxotrophie ist eine erbliche Eigenschaft, die mit der Unfähigkeit verbunden ist, bestimmte Komponenten zu synthetisieren, die für das Wachstum und die Entwicklung von Mikroorganismen notwendig sind. Diese Bestandteile können Aminosäuren, Vitamine, Nukleotide oder andere essentielle Mikroelemente sein. Auxotrophe Mikroorganismen können nicht auf Minimalmedien wachsen, die normalerweise für die Kultivierung normaler Mikroorganismen verwendet werden. Stattdessen erfordert ihr Wachstum speziell vorbereitete Medien, die alle notwendigen Komponenten enthalten.

Auxotrophie kann entweder ein natürliches oder künstliches Phänomen sein. Natürliche Auxotrophie entsteht als Folge von Genmutationen und kann zu verschiedenen Formen der Auxotrophie führen. Beispielsweise kann eine Mutation im Gen, das für die Synthese einer bestimmten Aminosäure verantwortlich ist, zu einer Auxotrophie dieser Aminosäure führen. Künstliche Auxotrophie kann durch Mutagenese und verschiedene gentechnische Methoden erzeugt werden.

Auxotrophie wird in der biologischen Forschung häufig eingesetzt, insbesondere in der Genetik und Molekularbiologie. Damit lässt sich die Rolle bestimmter Gene und Proteine ​​beim Wachstum und der Entwicklung von Mikroorganismen untersuchen. Mithilfe der Auxotrophie können auch Mutantenstämme erzeugt werden, die bei der Herstellung von Biologika, Pharmazeutika und anderen Produkten verwendet werden können, für deren Herstellung bestimmte Mikroorganismen erforderlich sind.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Auxotrophie eine wichtige Eigenschaft von Mikroorganismen ist, die zur Untersuchung ihres Wachstums und ihrer Entwicklung sowie zur Schaffung mutierter Stämme mit wünschenswerten Eigenschaften genutzt werden kann. Diese Eigenschaft findet breite Anwendung in der biologischen Forschung und Industrie, und ihre Untersuchung ist weiterhin ein aktiver Bereich der wissenschaftlichen Forschung.

Auxotrophe – ein neues Wort in der Biologie

Wussten Sie, dass es eine bestimmte Art von Mikroorganismen gibt, die durch Mutation entstanden sind und für ihr Leben den Einsatz verschiedener Faktoren erfordern? Diese besonderen Arten von Mikroben werden Auxotrophe genannt (wörtlich aus dem Griechischen: „in der Gegenwart wachsen, aber nicht in der Lage sind, aus eigener Kraft zu wachsen“) und sind von großem wissenschaftlichen Interesse. In diesem Artikel werden wir über Auxotrophe und ihre Anwendungen in Biologie und Medizin sprechen sowie darüber, wie sie entstehen und wie sie verwendet werden können.

**Ursprung des Auxotropismus**

Wenn in Mikroorganismen eine Mutation auftritt, besteht ein Bedarf an Wachstumsfaktoren, die vorher nicht vorhanden waren. Diese Faktoren können völlig unterschiedlich sein: chemische Verbindungen, Spurenelemente, Cofaktoren, Plasmide, Proteine ​​oder andere Zellen des Körpers oder Tieres. Einige Mikroorganismen benötigen möglicherweise nur einen dieser Faktoren, während andere alle benötigen. Typischerweise werden diese Substanzen mit dem Begriff „Auxotrope“ assoziiert. Dieser Organismustyp erhielt seinen Namen vom Namen des Typs „auto“, der vom griechischen „unabhängigen Wachstum“ stammt. Beispielsweise können viele Bakterienstämme nur in einem Medium wachsen, das einen bestimmten Biokatalysator namens Stickstoffträger enthält. Einige Arten auxotroper Bakterien nutzen Kohlenhydrate oder Aminosäuren für ihren Stoffwechsel. Nach der Mutation erhält der Organismus die Fähigkeit, bestimmte Substrate wie Nitrate zu konsumieren, die im ursprünglichen Bakterienstamm nicht vorhanden waren. Dies kann zur Entstehung einer neuen Bakterienart führen, die bei Zufuhr dieser Faktoren schnell wächst. Darüber hinaus können Mutationen direkt im genetischen Material des Körpers auftreten und zu Veränderungen in Genen führen, die zuvor für enzymatische Aktivitäten verantwortlich waren, die mit der Gewinnung bestimmter Faktoren aus der Umwelt verbunden waren. Dadurch wird die Abhängigkeit der Zelle von ihnen erhöht. Typischerweise ist der Mechanismus der Autoxämie mit einer Verletzung der DNA-Reparatur verbunden, wenn eine Mutation im DNA-Molekül zur Bildung falscher Basen führt, wodurch entweder das Chromosom in seiner Funktion weniger effektiv wird oder ein neuer Mutationspunkt entsteht . Wenn sich Mutationen häufen, können Bakterien zu einem neuen Organismus heranwachsen, der nicht mehr über die erforderlichen Fähigkeiten verfügt, aber weiterhin auf die gleiche Weise funktioniert wie der ursprüngliche Organismus. Dieses Wachstum wird „Auxis“ genannt.

Die meisten Auxotrophen sind entweder gefährliche Krankheitserreger oder für die Agrarindustrie von erheblichem Interesse. Ein besonderes Beispiel ist die auxotrophe Hefe, die in der Lebensmittelindustrie zur Vergärung von Zucker zu Ethylalkohol eingesetzt wird. Solche Hefen reagieren empfindlich auf bestimmte anorganische Säuren, insbesondere auf Wasserstoffsäure. Hefe hat die Fähigkeit, mithilfe spezieller Proteinrezeptoren ihr Vorhandensein im Trinkwasser oder anderen Lebensmitteln zu messen. Wenn diese Substanztröpfchen entdeckt werden, aktiviert die Hefezelle Enzyme in ihrem Zytoplasma, die das Wachstum stoppen und das zuckerhaltige Produkt umwandeln. Allerdings benötigen Bakterien Wasserstoffsäuren, um Zucker zu fermentieren, daher sind einige Hefestämme auch auxotrop. Interessant ist, dass viele Auxotrophien unter dem Einfluss künstlich geschaffener Umweltbedingungen, beispielsweise petrochemischer Produkte, auftreten. Es ist wichtig zu beachten, dass solche Eigenschaften genutzt werden können

Einführung

Auxotrophien sind Mikroorganismen, die für ihr Wachstum und ihre Entwicklung bestimmte Nährstoffe oder eine Umgebung benötigen. Sie können entstehen, wenn sich im Genom des ursprünglichen Bakteriums Mutationen entwickeln. In diesem Artikel werden wir untersuchen, was Auxotrophie ist, welche Rolle sie in der Medizin und in der Natur spielt und wie man dieses Phänomen definieren und kontrollieren kann.

Was ist das?

Basierend auf unserem Verständnis der Genetik und Molekularbiologie könnte das Vorhandensein bestimmter Enzyme und Stoffwechselwege, die nur bestimmte Nährstoffe liefern, ein vielversprechender Misserfolg bei der Schaffung funktioneller biologischer Systeme sein. Auxotrophe Organismen liefern interessante Fälle genetischer Veränderung und demonstrieren das Phänomen der natürlichen Selektion.

In der Natur und in Ökosystemen, insbesondere solchen ohne offensichtliche Nahrungsressourcen, sind Auxotrophite wichtige Bestandteile von Ökosystemen. Beispielsweise gewinnen einige Arten von Hefeorganismen Energie nur aus Licht, weshalb sie in ihrer DNA ein bestimmtes Enzym besitzen, das ihnen die Nutzung dieser Energiequelle ermöglicht. Ohne dieses Enzym können sie sich nicht vermehren.