Auxotroph

Ο αυξότροφος είναι ένας τύπος μικροοργανισμού που προκύπτει ως αποτέλεσμα μετάλλαξης και απαιτεί έναν ή περισσότερους ειδικούς παράγοντες για την ανάπτυξή του. Αυτοί οι παράγοντες δεν απαιτούνταν από τους αρχικούς μικροοργανισμούς και η απουσία τους μπορεί να οδηγήσει σε ισχυρή ή πλήρη παύση της ανάπτυξης αυξοτροφικών μικροοργανισμών.

Η αυξοτροφία είναι μια κληρονομική ιδιότητα που σχετίζεται με την αδυναμία σύνθεσης ορισμένων συστατικών που είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη και ανάπτυξη μικροοργανισμών. Αυτά τα συστατικά μπορεί να είναι αμινοξέα, βιταμίνες, νουκλεοτίδια ή άλλα απαραίτητα μικροστοιχεία. Οι αυξότροφοι μικροοργανισμοί δεν μπορούν να αναπτυχθούν σε ελάχιστα μέσα, τα οποία συνήθως χρησιμοποιούνται για την καλλιέργεια φυσιολογικών μικροοργανισμών. Αντίθετα, η ανάπτυξή τους απαιτεί ειδικά προετοιμασμένα μέσα που περιέχουν όλα τα απαραίτητα συστατικά.

Η αυξοτροφία μπορεί να είναι είτε φυσικό είτε τεχνητό φαινόμενο. Η φυσική αυξοτροφία εμφανίζεται ως αποτέλεσμα γονιδιακών μεταλλάξεων και μπορεί να οδηγήσει σε διαφορετικές μορφές αυξοτροφίας. Για παράδειγμα, μια μετάλλαξη στο γονίδιο που είναι υπεύθυνο για τη σύνθεση ενός συγκεκριμένου αμινοξέος μπορεί να οδηγήσει σε αυξοτροφία για αυτό το αμινοξύ. Η τεχνητή αυξοτροφία μπορεί να δημιουργηθεί μέσω μεταλλαξογένεσης και διαφόρων μεθόδων γενετικής μηχανικής.

Η αυξοτροφία χρησιμοποιείται ευρέως στη βιολογική έρευνα, ειδικά στη γενετική και τη μοριακή βιολογία. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη του ρόλου ορισμένων γονιδίων και πρωτεϊνών στην ανάπτυξη και ανάπτυξη μικροοργανισμών. Το Auxotrophy μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία μεταλλαγμένων στελεχών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην παραγωγή βιολογικών, φαρμακευτικών προϊόντων και άλλων προϊόντων που απαιτούν συγκεκριμένους μικροοργανισμούς για την παραγωγή τους.

Συμπερασματικά, η αυξοτροφία είναι μια σημαντική ιδιότητα των μικροοργανισμών που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της ανάπτυξης και ανάπτυξής τους, καθώς και για τη δημιουργία μεταλλαγμένων στελεχών με επιθυμητές ιδιότητες. Αυτή η ιδιότητα έχει ευρεία εφαρμογή στη βιολογική έρευνα και τη βιομηχανία και η μελέτη της συνεχίζει να αποτελεί ενεργό τομέα επιστημονικής έρευνας.

Auxotrophs - μια νέα λέξη στη βιολογία

Γνωρίζατε ότι υπάρχει ένας συγκεκριμένος τύπος μικροοργανισμών που προέκυψαν ως αποτέλεσμα μετάλλαξης και απαιτούν τη χρήση διαφόρων παραγόντων για τη ζωή τους; Αυτοί οι ειδικοί τύποι μικροβίων ονομάζονται αυξότροφοι (κυριολεκτικά από τα ελληνικά, «αναπτύσσονται με την παρουσία αλλά δεν μπορούν να αναπτυχθούν μόνα τους») και παρουσιάζουν σημαντικό επιστημονικό ενδιαφέρον. Σε αυτό το άρθρο θα μιλήσουμε για τα αυξότροφα και τις εφαρμογές τους στη βιολογία και την ιατρική, καθώς και για το πώς προκύπτουν και πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν.

**Προέλευση του αυξοτροπισμού**

Όταν συμβαίνει μια μετάλλαξη σε μικροοργανισμούς, υπάρχει ανάγκη για αυξητικούς παράγοντες που δεν υπήρχαν πριν. Αυτοί οι παράγοντες μπορεί να είναι εντελώς διαφορετικοί: χημικές ενώσεις, ιχνοστοιχεία, συμπαράγοντες, πλασμίδια, πρωτεΐνες ή άλλα κύτταρα του σώματος ή του ζώου. Ορισμένοι μικροοργανισμοί μπορεί να απαιτούν μόνο έναν από αυτούς τους παράγοντες, ενώ άλλοι απαιτούν όλους αυτούς. Συνήθως, αυτές οι ουσίες συνδέονται με τον όρο «αυξότροπα». Αυτός ο τύπος οργανισμού πήρε το όνομά του από το όνομα του τύπου «auto», που προέρχεται από το ελληνικό «ανεξάρτητη ανάπτυξη». Για παράδειγμα, πολλά στελέχη βακτηρίων μπορούν να αναπτυχθούν μόνο σε ένα μέσο που περιέχει έναν συγκεκριμένο βιοκαταλύτη που ονομάζεται φορέας αζώτου. Ορισμένα είδη αυξότροπων βακτηρίων χρησιμοποιούν υδατάνθρακες ή αμινοξέα για το μεταβολισμό τους. Μετά τη μετάλλαξη, ο οργανισμός αποκτά την ικανότητα να καταναλώνει ορισμένα υποστρώματα, όπως τα νιτρικά, που απουσίαζαν στο αρχικό στέλεχος βακτηρίων. Αυτό μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία ενός νέου είδους βακτηρίων που θα αναπτυχθούν γρήγορα εάν εφοδιαστούν με αυτούς τους παράγοντες. Επιπλέον, μεταλλάξεις μπορεί να συμβούν απευθείας στο γενετικό υλικό του σώματος, με αποτέλεσμα αλλαγές στα γονίδια που προηγουμένως ήταν υπεύθυνα για ενζυμικές δραστηριότητες που σχετίζονται με τη λήψη ορισμένων παραγόντων από το περιβάλλον. Αυτό κάνει το κύτταρο να εξαρτάται περισσότερο από αυτά. Συνήθως, ο μηχανισμός της αυτοξαιμίας σχετίζεται με παραβίαση της επιδιόρθωσης του DNA, όταν μια μετάλλαξη στο μόριο του DNA οδηγεί στο σχηματισμό εσφαλμένων βάσεων, λόγω των οποίων είτε το χρωμόσωμα γίνεται λιγότερο αποτελεσματικό στη λειτουργία του είτε προκύπτει ένα νέο σημείο μετάλλαξης . Καθώς οι μεταλλάξεις συσσωρεύονται, τα βακτήρια μπορούν να αναπτυχθούν σε έναν νέο οργανισμό που δεν έχει πλέον τις απαραίτητες δυνατότητες, αλλά συνεχίζει να λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο όπως ο αρχικός οργανισμός. Αυτή η ανάπτυξη ονομάζεται "auxis".

Τα περισσότερα αυξότροφα είναι είτε επικίνδυνα παθογόνα είτε παρουσιάζουν σημαντικό ενδιαφέρον για τη γεωργική βιομηχανία. Ένα ιδιαίτερο παράδειγμα είναι η αυξοτροφική μαγιά, η οποία χρησιμοποιείται στη βιομηχανία τροφίμων για τη ζύμωση της ζάχαρης σε αιθυλική αλκοόλη. Τέτοιες ζύμες είναι ευαίσθητες σε ορισμένα ανόργανα οξέα, ιδιαίτερα σε υδρογόνο. Η μαγιά έχει την ικανότητα να μετράει την παρουσία της στο πόσιμο νερό ή σε άλλα τρόφιμα χρησιμοποιώντας ειδικούς υποδοχείς πρωτεΐνης. Όταν ανιχνεύονται αυτά τα σταγονίδια της ουσίας, το κύτταρο ζυμομύκητα ενεργοποιεί ένζυμα στο κυτταρόπλασμά του, το οποίο σταματά την ανάπτυξη και μετατρέπει το προϊόν που περιέχει ζάχαρη. Ωστόσο, τα βακτήρια χρειάζονται οξέα υδρογόνου για τη ζύμωση της ζάχαρης, επομένως ορισμένα στελέχη ζύμης είναι επίσης αυξοτροπικά. Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι πολλές αυξοτροφίες συμβαίνουν υπό την επίδραση τεχνητά δημιουργούμενων περιβαλλοντικών συνθηκών, όπως τα πετροχημικά προϊόντα. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι τέτοιες ιδιότητες μπορούν να χρησιμοποιηθούν

Εισαγωγή

Οι αυξότροφοι είναι μικροοργανισμοί που απαιτούν συγκεκριμένα θρεπτικά συστατικά ή ένα περιβάλλον για να αναπτυχθούν και να αναπτυχθούν. Μπορούν να προκύψουν όταν αναπτύσσονται μεταλλάξεις στο γονιδίωμα του αρχικού βακτηρίου. Σε αυτό το άρθρο θα δούμε τι είναι η αυξοτροφία, τον ρόλο της στην ιατρική και τη φύση, καθώς και τρόπους ορισμού και ελέγχου αυτού του φαινομένου.

Τι είναι αυτό?

Με βάση την κατανόησή μας για τη γενετική και τη μοριακή βιολογία, η παρουσία ορισμένων ενζύμων και μεταβολικών οδών που παρέχουν μόνο συγκεκριμένα θρεπτικά συστατικά μπορεί να είναι μια πολλά υποσχόμενη αποτυχία στη δημιουργία λειτουργικών βιολογικών συστημάτων. Οι αυξότροφοι οργανισμοί παρέχουν ενδιαφέρουσες περιπτώσεις γενετικής τροποποίησης, καταδεικνύοντας το φαινόμενο της φυσικής επιλογής.

Στη φύση και στα οικοσυστήματα, ειδικά σε εκείνα που δεν έχουν εμφανείς πόρους τροφίμων, τα αυξότροφα είναι σημαντικά συστατικά των οικοσυστημάτων. Για παράδειγμα, ορισμένα είδη οργανισμών ζύμης λαμβάνουν ενέργεια μόνο από το φως, γι' αυτό και έχουν ένα συγκεκριμένο ένζυμο στο DNA τους που τους επιτρέπει να χρησιμοποιούν αυτήν την πηγή ενέργειας. Χωρίς αυτό το ένζυμο δεν θα είναι σε θέση να αναπαραχθούν.