एक प्रोटोट्रॉफ़ क्या है और इसके अनुप्रयोग क्या हैं? - जीवविज्ञान - 2025

Prototrophs जीवों या कोशिकाओं है कि अमीनो एसिड है कि उनके जीवन की प्रक्रिया के लिए आवश्यकता होती है उत्पादन में सक्षम हैं कर रहे हैं। इस शब्द का प्रयोग आमतौर पर किसी विशेष पदार्थ के संबंध में किया जाता है। यह ऑक्सोट्रोफ़ शब्द के विपरीत है।

इस अंतिम शब्द का उपयोग एक सूक्ष्मजीव को परिभाषित करने के लिए किया जाता है जो एक संस्कृति माध्यम में बढ़ने और गुणा करने में सक्षम है केवल अगर इसमें एक विशिष्ट पोषक तत्व जोड़ा गया है। प्रोटोट्रॉफ़ के मामले में, यह इस तरह के पदार्थ के बिना कामयाब हो सकता है क्योंकि यह स्वयं इसे बनाने में सक्षम है।

ऑक्सोट्रोफ और प्रोटोट्रॉफ़ के बीच सरल तुलना। लिया और से संपादित: अकार्डार्ड, विकिमीडिया कॉमन्स से।

एक जीव या एक तनाव, उदाहरण के लिए, लाइसिन की अनुपस्थिति में बढ़ने में असमर्थ, को ऑक्सोट्रोफिक लाइसिन कहा जाएगा। इसके भाग के लिए प्रोटोट्रॉफिक लाइसिन तनाव, संस्कृति के माध्यम में लाइसिन की उपस्थिति या अनुपस्थिति के स्वतंत्र रूप से विकसित और पुन: उत्पन्न करेगा।

असल में, एक ऑक्सोट्रॉफिक स्ट्रेन ने एक कार्यात्मक चयापचय मार्ग खो दिया है जो इसे एक मौलिक पदार्थ को संश्लेषित करने की अनुमति देता है, जो इन महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक है।

यह कमी आम तौर पर एक उत्परिवर्तन के कारण होती है। उत्परिवर्तन एक अशक्त एलील उत्पन्न करता है जिसमें प्रोटोफ्रोफ में मौजूद पदार्थ का उत्पादन करने की जैविक क्षमता नहीं होती है।

अनुप्रयोग

जीव रसायन

आणविक आनुवांशिकी में अक्सर औक्सोट्रॉफ़िक आनुवंशिक मार्कर का उपयोग किया जाता है। प्रत्येक जीन में वह जानकारी होती है जो एक प्रोटीन के लिए कोड होती है। यह उनके काम में शोधकर्ताओं जार्ज बीडल और एडवर्ड टाटम द्वारा प्रदर्शित किया गया, जिसने उन्हें नोबेल पुरस्कार दिया।

जीन की यह विशिष्टता जैवसंश्लेषण या जैव रासायनिक मार्गों की मैपिंग की अनुमति देती है। एक जीन के एक उत्परिवर्तन से प्रोटीन का एक उत्परिवर्तन होता है। इस तरह, यह अध्ययन के तहत बैक्टीरिया के auxotrophic उपभेदों में निर्धारित किया जा सकता है जो म्यूटेशन के कारण एंजाइमों की शिथिलता है।

बायोसिंथेटिक रास्तों को निर्धारित करने का एक अन्य तरीका विशिष्ट अमीनो एसिड के ऑक्सोट्रोफिक उपभेदों का उपयोग है। इन मामलों में, संस्कृति मीडिया में प्रोटीन के अप्राकृतिक अमीनो एसिड एनालॉग्स को जोड़ने के लिए इस तरह के अमीनो एसिड की जरूरत है।

उदाहरण के लिए, फेनिलएलनिन के लिए एस्चेरिचिया कोलाई उपभेदों ऑक्सोट्रॉफिक की संस्कृतियों में पैरा-एजिडो फेनिलएलनिन के लिए फेनिलएलनिन का प्रतिस्थापन।

औक्सोट्रॉफ़िक मार्कर

खमीर के साथ आनुवंशिक प्रयोगों के विशाल बहुमत में मार्करों के रूप में एंजाइमों के भीतर उत्परिवर्तन जो चयापचय भवन के अणुओं के जैवसंश्लेषण के लिए रास्ते में भाग लेते हैं, मार्करों के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

उत्परिवर्तन (आक्सोट्रॉफी) के कारण होने वाली पोषण की कमी को विकास माध्यम में आवश्यक पोषक तत्वों की आपूर्ति करके मुआवजा दिया जा सकता है।

हालांकि, इस तरह के मुआवजे की मात्रात्मक रूप से आवश्यकता नहीं है क्योंकि उत्परिवर्तन विभिन्न शारीरिक मापदंडों को प्रभावित करते हैं और सहक्रियाशील रूप से कार्य कर सकते हैं।

इस वजह से, ऑक्सोट्रोफिक मार्करों को खत्म करने और शारीरिक और चयापचय अध्ययनों में पूर्वाग्रह को कम करने के उद्देश्य से प्रोटोट्रॉफिक उपभेदों को प्राप्त करने के लिए अध्ययन आयोजित किए गए हैं।

एम्स परीक्षण

एम्स परीक्षण, जिसे साल्मोनेला उत्परिवर्तन परीक्षण भी कहा जाता है, को ब्रूस एन। एम्स द्वारा 1970 के दशक में विकसित किया गया था ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि एक रसायन एक उत्परिवर्ती है।

यह रिवर्स म्यूटेशन या पोस्टीरियर म्यूटेशन के सिद्धांत पर आधारित है। यह साल्मोनेला टाइफिमुरियम ऑक्सोट्रोफिक के कई उपभेदों का उपयोग हिस्टिडीन के लिए करता है।

उत्परिवर्तन पैदा करने के लिए एक रसायन की शक्ति को हिस्टिडाइन युक्त प्लेट पर बैक्टीरिया से लागू करके मापा जाता है। बैक्टीरिया को बाद में एक नए हिस्टिडाइन-गरीब पट्टिका में ले जाया जाता है।

यदि पदार्थ उत्परिवर्तजन नहीं है, तो बैक्टीरिया नई पट्टिका पर विकास नहीं दिखाएगा। एक अन्य मामले में, हिस्टिडाइन ऑक्सोट्रोफिक बैक्टीरिया फिर से प्रोटोट्रोफिक हिस्टीडीन उपभेदों के लिए उत्परिवर्तित करेगा।

प्रोटोट्रोफिक जीवाणु की संस्कृति साल्मोनेला टाइफिम्यूरियम। लिया और से संपादित: Sun14916, विकिमीडिया कॉमन्स से

प्लेटों में और बिना उपचार के बैक्टीरिया के विकास के अनुपात की तुलना जीवाणुओं पर यौगिक की उत्परिवर्तनीय शक्ति को निर्धारित करना संभव बनाती है।

बैक्टीरिया में यह संभावित उत्परिवर्तजन प्रभाव मानव सहित अन्य जीवों में समान प्रभाव पैदा करने की संभावना को इंगित करता है।

यह माना जाता है कि एक यौगिक जो बैक्टीरिया डीएनए में उत्परिवर्तन पैदा करने में सक्षम है, वह उत्परिवर्तन उत्पन्न करने में सक्षम हो सकता है जो कैंसर का कारण बन सकता है।

एम्स परीक्षण के लिए अन्य अनुप्रयोग

नई उपभेदों का विकास

नए बैक्टीरिया के उपभेद प्राप्त करने के लिए एम्स परीक्षण लागू किया गया है। उदाहरण के लिए, नाइट्रोरेक्टेस-कमी वाले उपभेद विकसित किए गए हैं।

इन उपभेदों का उपयोग xenobiotic चयापचय और डीएनए मरम्मत प्रणालियों का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। वे सक्रिय म्यूटैन्स के उत्पादन के लिए नाइट्रोग्रुप के चयापचय तंत्र का आकलन करने के लिए भी उपयोगी रहे हैं, साथ ही जीनोटॉक्सिक यौगिकों के नाइट्रेशन तंत्र भी।

Antimutagenesis

एम्स परीक्षण का उपयोग प्राकृतिक एंटीमुटाजेंस का अध्ययन और वर्गीकरण करने के लिए एक उपकरण के रूप में भी किया गया है। एंटीमुटैगन्स यौगिक होते हैं जो डीएनए में उत्परिवर्तजन के घावों को कम कर सकते हैं, मुख्य रूप से उनकी मरम्मत प्रणालियों में सुधार करके।

इस तरह, ऐसे यौगिक कैंसर के विकास के प्रारंभिक चरणों से बचते हैं। 1980 के दशक (20 वीं शताब्दी) के बाद से, एम्स एट अल। एंटीमुटाजेंस से समृद्ध आहार के माध्यम से जीनोटॉक्सिन की कमी और कैंसर के जोखिम का मूल्यांकन करने के लिए अध्ययन किया है।

उन्होंने देखा कि एंटीमुटाजेंस के उच्च स्तर वाले आहारों में गैस्ट्रोएंटेरिक कैंसर के विकास के कम जोखिम थे।

उत्परिवर्तन को कम करने के लिए ज्ञात विभिन्न पौधों के अर्क का अध्ययन करने के लिए एम्स परीक्षण का बड़े पैमाने पर उपयोग किया गया है। इन अध्ययनों से यह भी पता चला है कि पौधे के घटक हमेशा सुरक्षित नहीं होते हैं। कई खाद्य पौधों को जीनोटॉक्सिक प्रभाव दिखाया गया है।

एम्स परीक्षण को प्राकृतिक यौगिकों के विषाक्त या रोगाणुरोधी प्रभावों का पता लगाने में भी उपयोगी दिखाया गया है जो अक्सर वैकल्पिक चिकित्सा में उपयोग किए जाते हैं।

जीनोटॉक्सिक चयापचय अध्ययन

एम्स परीक्षण की कमजोरियों में से एक जीनोटॉक्सिक यौगिकों के चयापचय सक्रियण की कमी थी। हालांकि, इस समस्या को कृन्तकों से तैयार CYP- प्रेरित जिगर homogenates के अलावा द्वारा हल किया गया है।

CYP एक हेमोप्रोटीन है जो विभिन्न पदार्थों के चयापचय से जुड़ा होता है। इस संशोधन ने एम्स परीक्षण में नई क्षमताएं जोड़ीं। उदाहरण के लिए, CYPs के विभिन्न inducers का मूल्यांकन किया गया है, जिससे पता चला कि ये एंजाइम विभिन्न प्रकार के यौगिकों से प्रेरित हैं।

जैविक तरल पदार्थों में उत्परिवर्तनों का मूल्यांकन

ये परीक्षण मूत्र, प्लाज्मा और सीरम नमूनों का उपयोग करते हैं। वे एमिनो दवाओं से विवो में एन-नाइट्रोसो यौगिकों के गठन का मूल्यांकन करने के लिए उपयोगी हो सकते हैं।

वे व्यावसायिक आबादी, धूम्रपान की आदतों और पर्यावरण प्रदूषकों के संपर्क में आने वाली मानव आबादी के महामारी विज्ञान के अध्ययन में भी उपयोगी हो सकते हैं।

उदाहरण के लिए, इन परीक्षणों से पता चला है कि अपशिष्ट उत्पादों के संपर्क में आने वाले श्रमिकों में जल उपचार सुविधाओं में काम करने वालों की तुलना में मूत्र संबंधी म्यूटैगन्स का स्तर अधिक होता है।

यह प्रदर्शित करने के लिए भी काम किया है कि दस्ताने का उपयोग पॉलीसाइक्लिक सुगंधित यौगिकों के संपर्क में आने वाले फाउंड्री श्रमिकों में उत्परिवर्तनों की सांद्रता को कम करता है।

यूरिनरी म्यूटैगेन्स अध्ययन भी एंटीमुटाजेनिक मूल्यांकन के लिए एक मूल्यवान उपकरण है, उदाहरण के लिए, इस परीक्षण से पता चला है कि विटामिन सी का प्रशासन एन-नाइट्रोसो यौगिकों के निर्माण को रोकता है।

यह भी प्रदर्शित करने के लिए कार्य किया कि एक महीने के लिए हरी चाय का सेवन करने से मूत्राशय की एकाग्रता कम हो जाती है।

संदर्भ

1. बीएन एम्स, जे। मैककैन, ई। यामासाकी (1975)। साल्मोनेला / स्तनधारी-माइक्रोसोम उत्परिवर्तन परीक्षण के साथ कार्सिनोजेन्स और म्यूटैगन्स का पता लगाने के लिए तरीके। उत्परिवर्तन अनुसंधान / पर्यावरणीय उत्परिवर्तन और संबंधित विषय।
2. बी। अरियागा-अल्बा, आर। मोंटेरो-मोंटोया, जे जे एस्पिनोसा (2012)। एम्स टेस्ट इन ट्वेंटी-प्रथम सेंचुरी। अनुसंधान और समीक्षा: विष विज्ञान की एक पत्रिका।
3. Auxotrophy। विकिपीडिया पर। Https://en.wikipedia.org/wiki/Auxotrophy से बरामद।
4. एस। बैनर (2001)। जेनेटिक्स का विश्वकोश। अकादमिक प्रेस।
5. एफ। फ्रोहालिच, आर। क्रिस्टियानो, टीसी वाल्थर (2013)। देशी सियालैक: लाइसिन संश्लेषण विनियमन के आधार पर प्रोटोट्रोफ़ सूक्ष्मजीवों में प्रोटीन का चयापचय लेबलिंग। आणविक और कोशिकीय प्रोटिओमिक्स।
6. एम। मुलरेडर, एफ। कैपुआनो, पी। पीर, एस। क्रिस्टन, यू। सॉयर, एसजी ओलिवर, एम। राल्सर (2012)। खमीर चयापचयों और प्रणालियों जीव विज्ञान के लिए एक प्रोटोट्रॉफ़िक विलोपन उत्परिवर्ती संग्रह। प्रकृति जैव प्रौद्योगिकी।