- ऑक्सोट्रोफिक जीवों की उत्पत्ति कैसे होती है?
- में उदाहरण हैं
- हिस्टडीन के लिए औक्सोट्रोफ़्स
- ट्रिप्टोफैन के लिए ऑक्सोट्रोफ़्स
- पाइरीमिडिंस के लिए ऑक्सोट्रोफ़्स
- अनुप्रयोग
- जेनेटिक इंजीनियरिंग में आवेदन
- संदर्भ
एक ऑक्सोट्रॉफ़ एक सूक्ष्मजीव है जो उक्त व्यक्ति के विकास के लिए आवश्यक एक निश्चित प्रकार के पोषक तत्व या कार्बनिक घटक को संश्लेषित करने में सक्षम नहीं है। इसलिए, यह तनाव केवल तभी फैल सकता है जब पोषक तत्व को संस्कृति माध्यम में जोड़ा जाता है। यह पोषण संबंधी आवश्यकता आनुवंशिक सामग्री में एक उत्परिवर्तन का परिणाम है।
यह परिभाषा आम तौर पर विशिष्ट स्थितियों पर लागू होती है। उदाहरण के लिए, हम कहते हैं कि जीव वेलोटाइन के लिए ऑक्सोट्रोफ़िक है, जो इंगित करता है कि प्रश्न में व्यक्ति को इस एमिनो एसिड को संस्कृति के माध्यम में लागू करने की आवश्यकता है, क्योंकि यह स्वयं द्वारा इसका उत्पादन करने में सक्षम नहीं है।
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इस तरह, हम दो फेनोटाइप्स को अलग कर सकते हैं: "उत्परिवर्ती", जो कि वेलिन ऑक्सोट्रोफ़ से मेल खाता है - हमारे पिछले काल्पनिक उदाहरण को ध्यान में रखते हुए, हालांकि यह किसी भी पोषक तत्व के लिए एक ऑक्सोट्रॉफ़ हो सकता है - और "मूल या जंगली", जो सही ढंग से संश्लेषित कर सकता है। एमिनो एसिड। उत्तरार्द्ध को एक प्रोटोट्रॉफ़ कहा जाता है।
औक्सोट्रॉफी कुछ विशिष्ट उत्परिवर्तन के कारण होती है जो किसी तत्व को संश्लेषित करने की क्षमता के नुकसान की ओर ले जाती है, जैसे कि अमीनो एसिड या अन्य कार्बनिक घटक।
आनुवांशिकी में, एक उत्परिवर्तन डीएनए अनुक्रम का एक परिवर्तन या संशोधन है। आमतौर पर उत्परिवर्तन एक सिंथेटिक मार्ग में एक प्रमुख एंजाइम को निष्क्रिय करता है।
ऑक्सोट्रोफिक जीवों की उत्पत्ति कैसे होती है?
सामान्य तौर पर, सूक्ष्मजीवों को अपने विकास के लिए आवश्यक पोषक तत्वों की एक श्रृंखला की आवश्यकता होती है। आपकी न्यूनतम ज़रूरतें हमेशा एक कार्बन स्रोत, एक ऊर्जा स्रोत और विभिन्न आयन हैं।
जिन जीवों को मूल पोषक तत्वों की आवश्यकता होती है, वे इस पदार्थ के लिए ऑक्सोट्रोफ़ हैं और डीएनए में उत्परिवर्तन के कारण होते हैं।
सूक्ष्मजीव की आनुवंशिक सामग्री में होने वाले सभी उत्परिवर्तन एक विशेष पोषक तत्व के खिलाफ बढ़ने की इसकी क्षमता को प्रभावित नहीं करेंगे।
एक उत्परिवर्तन हो सकता है और सूक्ष्मजीव के फेनोटाइप पर इसका कोई प्रभाव नहीं पड़ता है - ये मूक म्यूटेशन के रूप में जाने जाते हैं, क्योंकि वे प्रोटीन के अनुक्रम को नहीं बदलते हैं।
इस प्रकार, उत्परिवर्तन एक विशेष जीन को प्रभावित करता है जो एक चयापचय पथ के आवश्यक प्रोटीन के लिए कोड करता है जो शरीर के लिए एक आवश्यक पदार्थ को संश्लेषित करता है। उत्पन्न उत्परिवर्तन को जीन को निष्क्रिय करना या प्रोटीन को प्रभावित करना चाहिए।
यह आम तौर पर प्रमुख एंजाइमों को प्रभावित करता है। म्यूटेशन को अमीनो एसिड के अनुक्रम में एक बदलाव का उत्पादन करना चाहिए जो प्रोटीन की संरचना में काफी बदलाव करता है और इस प्रकार इसकी कार्यक्षमता को समाप्त करता है। यह एंजाइम की सक्रिय साइट को भी प्रभावित कर सकता है।
में उदाहरण हैं
एस। सेरेविसिया एक एकल कोशिका वाला कवक है, जिसे बीयर खमीर के नाम से जाना जाता है। इसका उपयोग मनुष्यों के लिए खाद्य उत्पादों जैसे रोटी और बीयर के निर्माण के लिए किया जाता है।
प्रयोगशाला में इसकी उपयोगिता और आसान विकास के लिए धन्यवाद, यह सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किए जाने वाले जैविक मॉडल में से एक है, यही कारण है कि यह ज्ञात है कि विशिष्ट उत्परिवर्तन आक्सोट्रॉफी का कारण हैं।
हिस्टडीन के लिए औक्सोट्रोफ़्स
हिस्टडीन (संक्षिप्त रूप में एच और तीन-अक्षर के रूप में एक-अक्षर नामकरण में) 20 अमीनो एसिड में से एक है जो प्रोटीन बनाते हैं। इस अणु का R समूह एक सकारात्मक रूप से आवेशित इमिडाजोल समूह से बना है।
यद्यपि मनुष्यों सहित जानवरों में, यह एक आवश्यक अमीनो एसिड है - अर्थात, वे इसे संश्लेषित नहीं कर सकते हैं और इसे आहार के माध्यम से शामिल करना चाहिए - सूक्ष्मजीवों में इसे संश्लेषित करने की क्षमता होती है।
इस खमीर में HIS3 जीन एंजाइम इमिडाजोल ग्लिसरॉल फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज को एनकोड करता है, जो एमिनो एसिड हिस्टिडाइन के संश्लेषण के लिए मार्ग में भाग लेता है।
इस जीन में उत्परिवर्तन (उसका 3 -) परिणाम हिस्टिडाइन ऑक्सोट्रोफी में होता है। इस प्रकार, ये म्यूटेंट पोषक तत्व की कमी वाले माध्यम में प्रसार करने में असमर्थ हैं।
ट्रिप्टोफैन के लिए ऑक्सोट्रोफ़्स
इसी तरह, ट्रिप्टोफैन एक हाइड्रोफोबिक अमीनो एसिड है जिसमें आर समूह के रूप में एक इंडोल समूह होता है। पिछले अमीनो एसिड की तरह, इसे जानवरों के आहार में शामिल किया जाना चाहिए, लेकिन सूक्ष्मजीव इसे संश्लेषित कर सकते हैं।
एंजाइम फॉस्फोरिबोसिल एंथ्रानिलेट आइसोमेरेज़ के लिए TRP1 जीन कोड, जो ट्रिप्टोफैन के एनाबॉलिक मार्ग में शामिल है। जब इस जीन में परिवर्तन होता है, तो एक trp1 उत्परिवर्तन प्राप्त होता है - जो अमीनो एसिड को संश्लेषित करने के लिए शरीर को निष्क्रिय करता है।
पाइरीमिडिंस के लिए ऑक्सोट्रोफ़्स
पाइरिमिडाइन कार्बनिक यौगिक हैं जो जीवित जीवों की आनुवंशिक सामग्री का हिस्सा हैं। विशेष रूप से, वे नाइट्रोजनस बेस में पाए जाते हैं, जो थाइमिन, साइटोसिन और यूरैसिल का हिस्सा होता है।
इस कवक में, एंजाइम orotidine-5'- फॉस्फेट decarboxylase के लिए URA3 जीन कोड। यह प्रोटीन pimimidines के डे नोवो संश्लेषण में एक कदम को उत्प्रेरित करने के लिए जिम्मेदार है। इसलिए, इस जीन को प्रभावित करने वाले उत्परिवर्तन यूरिडीन या यूरैसिल ऑक्सोट्रोफी का कारण बनते हैं।
यूरिडीन एक यौगिक है जो नाइट्रोजन बेस यूरैसिल के संघ के परिणामस्वरूप एक रिबोज रिंग के साथ होता है। दोनों संरचनाएं एक ग्लाइकोसिडिक बंधन द्वारा जुड़ी हुई हैं।
अनुप्रयोग
प्रयोगशाला में जीवों के चयन के लिए माइक्रोबायोलॉजी से संबंधित अध्ययनों में ऑक्सोट्रोफी एक बहुत ही उपयोगी विशेषता है।
यह एक ही सिद्धांत पौधों पर लागू किया जा सकता है, जहां जेनेटिक इंजीनियरिंग द्वारा एक ऑक्सोट्रोफिक व्यक्ति बनाया जाता है, या तो मेथिओनिन, बायोटिन, ऑक्सिन, आदि के लिए।
जेनेटिक इंजीनियरिंग में आवेदन
औक्सोट्रॉफिक म्यूटेंट का उपयोग प्रयोगशालाओं में व्यापक रूप से किया जाता है जहां आनुवंशिक इंजीनियरिंग प्रोटोकॉल का प्रदर्शन किया जाता है। इन आणविक प्रथाओं के लक्ष्यों में से एक प्रोकैरियोटिक प्रणाली में शोधकर्ता द्वारा निर्मित प्लास्मिड का निर्देश है। इस प्रक्रिया को "ऑक्सोट्रोफी पूरकता" के रूप में जाना जाता है।
एक प्लास्मिड एक गोलाकार डीएनए अणु, बैक्टीरिया का विशिष्ट है, जो स्वतंत्र रूप से प्रतिकृति करता है। प्लास्मिड में उपयोगी जानकारी हो सकती है जो बैक्टीरिया द्वारा उपयोग की जाती है, उदाहरण के लिए कुछ एंटीबायोटिक या एक जीन के लिए प्रतिरोध जो इसे ब्याज के पोषक तत्व को संश्लेषित करने की अनुमति देता है।
शोधकर्ता जो एक जीवाणु में एक प्लास्मिड को पेश करना चाहते हैं, एक विशिष्ट पोषक तत्व के लिए एक ऑक्सोट्रोफिक तनाव का उपयोग कर सकते हैं। पोषक तत्व के संश्लेषण के लिए आवश्यक आनुवंशिक जानकारी को प्लास्मिड में एन्कोड किया गया है।
इस तरह, एक न्यूनतम माध्यम (जिसमें पोषक तत्व नहीं होता है जो उत्परिवर्ती तनाव को संश्लेषित नहीं कर सकता है) तैयार किया जाता है और बैक्टीरिया को प्लास्मिड के साथ बीज दिया जाता है।
केवल प्लास्मिड डीएनए के इस हिस्से को शामिल करने वाले बैक्टीरिया माध्यम में विकसित करने में सक्षम होंगे, जबकि प्लास्मिड को पकड़ने में विफल रहने वाले बैक्टीरिया पोषक तत्व की कमी से मर जाएंगे।
संदर्भ
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