Cría por mutación de la cría microbiana.

1.1 Mutagénesis física

1.1.1 Irradiación ultravioleta

La irradiación ultravioleta es uno de los métodos de mutagénesis física comúnmente utilizados y es un método extraordinario para inducir mutaciones microbianas. Herramienta útil. El pico máximo de absorción de purina y pirimidina en el ADN y el ARN es de 260 nm, por lo que la radiación ultravioleta a 260 nm es el agente letal más eficaz. Hay muchas explicaciones para el efecto de la radiación ultravioleta, pero el efecto más seguro es que hace que las moléculas de ADN formen dímeros de pirimidina [1]. La formación de dímeros impedirá el emparejamiento normal entre bases, por lo que puede provocar mutaciones o incluso la muerte [2].

La mutagénesis por irradiación ultravioleta es sencilla de operar, económica y se puede lograr en condiciones generales de laboratorio, y la probabilidad de mutaciones positivas es alta. Este método se utiliza principalmente para la mutagénesis de cepas de levadura.

1.1.2 Radiaciones ionizantes

Los rayos γ son uno de los rayos ionizantes más utilizados en biología ionizante. Tienen alta energía y pueden producir ionización. Pueden usarse directamente o. Altera indirectamente la estructura del ADN. El efecto directo es oxidar la base de la desoxirribosa, o el enlace químico entre la desoxirribosa y el azúcar-fosfato. Su efecto indirecto es que puede hacer que el agua o las moléculas orgánicas generen radicales libres. Estos radicales libres pueden sufrir cambios químicos con las moléculas de soluto en las células, lo que lleva a la eliminación y daño de los componentes del ADN [2].

Además de los rayos γ, las radiaciones ionizantes también incluyen los rayos X, los rayos β y los neutrones rápidos. La radiación ionizante tiene ciertas limitaciones, altos requisitos operativos y ciertos riesgos. Generalmente se usa en procesos de reproducción de mutaciones donde no se pueden usar otros mutágenos.

1.1.3 Implantación de iones

La implantación de iones es una tecnología de alta tecnología que surgió a principios de los años 80 y se utiliza principalmente para modificar la superficie de materiales metálicos. Se ha utilizado gradualmente en el mejoramiento de cultivos desde 1986, y esta tecnología se ha introducido gradualmente en el mejoramiento microbiano en los últimos años [3].

Durante la implantación de iones, las biomoléculas absorben energía y provocan cambios físicos y químicos complejos. Los intermediarios de estos cambios son varios tipos de radicales libres activos. Estos radicales libres pueden causar daños a otras moléculas biológicas normales, provocar mutaciones cromosómicas en las células, roturas de cadenas de ADN y roturas de ADN plásmido. Dado que el rango de implantación de iones es controlable, con el desarrollo de la tecnología de microhaces y la tecnología de posicionamiento preciso, la mutagénesis de posicionamiento será posible [4].

El método de implantación de iones para la reproducción de mutaciones microbianas es difícil de lograr en condiciones generales de laboratorio y actualmente se utiliza relativamente raramente.

1.1.4 Láser

El láser es una especie de flujo cuántico de luz, también conocido como partículas de luz. La radiación láser puede afectar directa o indirectamente a los organismos mediante la aplicación combinada de efectos de luz, calor, presión y campos electromagnéticos, provocando efectos de distorsión de los cromosomas celulares, activación o inactivación de enzimas y cambios en la división celular y las actividades metabólicas de las células. Una vez que los cuantos de luz actúan sobre cualquier sustancia del contenido celular, pueden causar variaciones en las características celulares y genéticas de los organismos biológicos. Diferentes tipos de láser irradian organismos biológicos y presentan diferentes cambios citológicos y genéticos [5].

Como método de reproducción, el láser tiene las ventajas de un funcionamiento sencillo y un uso seguro. En los últimos años, el láser ha avanzado mucho en la reproducción microbiana.

1.1.5 Microondas

La radiación de microondas es un tipo de radiación electromagnética de baja energía. El rango de frecuencia con fuertes efectos biológicos es de 300 MHz a 300 GHz, y tiene características térmicas y no térmicas. efectos sobre los organismos vivos. Su efecto térmico significa que puede provocar un aumento de la temperatura local de los organismos. Por tanto, provocar reacciones fisiológicas y bioquímicas; los efectos no térmicos se refieren al hecho de que bajo la acción de las microondas, los organismos producirán diversas reacciones fisiológicas y bioquímicas que no están relacionadas con la temperatura. Bajo el efecto combinado de estos dos efectos, los organismos producirán una serie de efectos de mutación [6].

Por lo tanto, las microondas también se han utilizado en el mejoramiento por mutaciones en muchos campos, como el mejoramiento de cultivos, la cría de animales y el mejoramiento microbiano industrial, y han logrado ciertos resultados.

1.1.6 Mejora espacial

La reproducción espacial, también llamada reproducción por mutación espacial, es el uso de globos de gran altitud, satélites retornables, naves espaciales y otras naves espaciales para mutar semillas y tejidos de cultivos. , órganos o individuos vivos son transportados al espacio, utilizan el entorno especial del espacio para mutar genes biológicos y luego regresan a la tierra para realizar cría selectiva y nuevas técnicas de cultivo para desarrollar nuevas variedades y nuevos materiales. Los factores ambientales espaciales incluyen principalmente la microgravedad, la radiación espacial y otros factores mutagénicos, como campos magnéticos alternos, entornos de ultravacío, etc. La interacción de estos factores causa daño genético a los sistemas biológicos, lo que hace que los organismos sufran mutaciones, aberraciones cromosómicas y alteraciones celulares. inactivación, anomalías del desarrollo, etc.

La cría aeroespacial es especial que otros métodos de cría. Es una combinación orgánica de tecnología aeroespacial y tecnología de cría microbiana. Tiene un alto contenido técnico y un alto costo de lograr para los investigadores individuales o las unidades de investigación generales. Sólo se puede combinar con tecnología aeroespacial. La combinación la realiza el Estado.

1.1.7 Reproducción de mutaciones de plasma atmosférico y a temperatura ambiente

El plasma atmosférico y a temperatura ambiente (ARTP), conocido como ARTP, se refiere a la capacidad de generar una temperatura de 25ºC bajo la atmósfera. presión Un chorro de plasma con una alta concentración de partículas activas (incluidos átomos de helio, átomos de oxígeno, átomos de nitrógeno, radicales OH, etc. en estados excitados) entre -40 °C.

Como nuevo método físico, la tecnología ARTP tiene amplias perspectivas de aplicación en el campo de la reproducción por mutaciones microbianas.

Una dosis adecuada de partículas activas en el plasma actúa sobre los microorganismos, lo que puede cambiar la estructura y la permeabilidad de la pared/membrana celular microbiana y causar daño genético. Una vez dañado el material genético de la cepa. El microorganismo inicia el mecanismo de reparación SOS , que induce la producción de ADN polimerasas IV y V, que no tienen la función correctora de la 3ˊ exonucleasa, por lo que incluso si aparecen bases desapareadas en el sitio dañado de la cadena de ADN, la replicación aún puede continuar. Permitir desajustes en esta situación aumenta las posibilidades de supervivencia. El daño causado por ARTP al material genético es muy diverso; y la reparación inducida por SOS en sí es una reparación tolerante a fallas. Por lo tanto, el daño causado por la diversidad de ARTP puede estar contenido en la cadena de ADN durante el proceso de reparación. replicación y reparación, sus posibles desajustes que pueden provocar diversidad.

ARTP se utiliza en la reproducción de mutaciones microbianas. Es de bajo costo y fácil de operar. No requiere equipos auxiliares como la aceleración de iones o electrones, el vacío y la refrigeración que requieren muchos equipos de mutagénesis física. inyección de haz de iones, etc.); ARTP es adecuado para material genético, tiene varios mecanismos de daño, tiene una alta tasa de mutación positiva y tiene diversas propiedades de mutación. Es eficaz contra hongos, bacterias, algas, etc. el medio ambiente y garantiza la seguridad personal del operador No importa qué tipo de gas se utilice para descargar, ninguno de ellos produce gases nocivos.