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Lexikon der Biologie: Mangelmutante

Mangelmutante w [von latein. mutare = ändern], Organismus bzw. Population von Organismen, die durch Mutation die Fähigkeit verloren haben, einen wesentlichen Zellbaustein (z.B. eine Aminosäure) zu synthetisieren. Die Mutation bedingt meist den Defekt eines der Enzyme, die zur Synthese des entsprechenden Zellbausteins notwendig sind, weshalb Mangelmutanten nur durch Zufuhr dieses Zellbausteins oder eines seiner Vorläufer am Leben erhalten werden können. Säugetiere haben z.B. im Laufe der Evolution die Fähigkeit zur Synthese der essentiellen Aminosäuren und vieler Vitamine (essentielle Nahrungsbestandteile) verloren und sind bezüglich dieser Stoffe als Mangelmutanten aufzufassen. Mit Hilfe von Mangelmutanten von Bakterien und Pilzen, die durch Anwendung künstlicher Mutagene leicht zugänglich sind, lassen sich biochemische Synthesewege aufklären (Biotest; vgl. Abb. ). So wurde z.B. der postulierte Arginin-Syntheseweg (Ornithin–Citrullin–Arginin; Arginin) durch die Existenz verschiedener Arginin-Mangelmutanten des Schlauchpilzes Neurospora bestätigt, die je nach Mutationsort auch mit Citrullin oder Ornithin supplementiert werden können. Neben Supplementationstests können auch cross-feeding-Versuche (cross-feeding) eingesetzt werden. Auxotrophie, genetischer Block, Mutation; Genwirkketten I .



Mangelmutante

Ermittlung unbekannter Syntheseketten mit Hilfe von Mutanten. Beispiel: Tryptophan-Mangelmutanten vom Schlauchpilz Neurospora crassa. A = Anthranilsäure, I = Indol-3-glycerinphosphat, Try = Tryptophan.
a Biosynthesekette in der Normalform. Wachstum auf Minimalmedium. b Anreicherung von Substanzen vor dem genetischen Block. In Mutante 2 liegt ein genetischer Block hinter A durch Mutation des Gens 2 zu 2'. A reichert sich an. Kein Wachstum auf Minimalmedium. c, d Normalisierungsversuche durch Zufuhr mutmaßlicher Zwischenstufen in der Tryptophansynthese (Normalisierung = Wachstum auf Minimalmedium). Mutante 1 mit einem genetischen Block vor A durch Mutation des Gens 1 zu 1' läßt sich durch A, I und Try normalisieren. Mutante 2 (vgl. b) läßt sich nicht durch A, aber durch I und Try normalisieren. A muß also in der Biosynthesekette vor I liegen.

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