Stamm (Biologie) - Strain (biology)
In der Biologie ist ein Stamm eine genetische Variante, ein Subtyp oder eine Kultur innerhalb einer biologischen Spezies . Stämme werden oft als inhärent künstliche Konzepte angesehen, die durch eine spezifische Absicht zur genetischen Isolierung gekennzeichnet sind. Dies wird am einfachsten in beobachtet Mikrobiologie , wo Stämme von einer einzigen Zelle abstammen Kolonie und werden typischerweise durch die physikalischen Beschränkungen einer Quarantäne gestellt Petrischale . Stämme werden auch häufig in der Virologie , Botanik und bei Nagetieren in experimentellen Studien verwendet .
Mikrobiologie und Virologie
Es wurde gesagt, dass "es in der Virologiegemeinschaft keine allgemein akzeptierte Definition für die Begriffe 'Stamm', ' Variante ' und 'Isolat' gibt, und die meisten Virologen kopieren einfach die Verwendung von Begriffen von anderen".
Ein Stamm ist eine genetische Variante oder ein Subtyp eines Mikroorganismus (zB ein Virus , Bakterium oder Pilz ). Ein „Grippe-Stamm“ ist beispielsweise eine bestimmte biologische Form des Influenza- oder „Grippe“-Virus. Diese Grippestämme zeichnen sich durch ihre unterschiedlichen Isoformen der Oberflächenproteine aus. Neue Virusstämme können durch Mutation oder Austausch genetischer Komponenten entstehen, wenn zwei oder mehr Viren dieselbe Zelle in der Natur infizieren. Diese Phänomene sind als Antigendrift bzw. Antigenshift bekannt . Mikrobielle Stämme können auch durch ihre genetische Ausstattung mit metagenomischen Methoden unterschieden werden, um die Auflösung innerhalb der Spezies zu maximieren. Dies ist ein wertvolles Werkzeug zur Analyse des Mikrobioms geworden .
Künstliche Konstrukte
Wissenschaftler haben Virenstämme modifiziert, um ihr Verhalten zu untersuchen, wie im Fall des H5N1- Influenzavirus. Während die Finanzierung solcher Forschungen aufgrund von Sicherheitsbedenken manchmal zu Kontroversen geführt hat, was zu einer vorübergehenden Pause führte, wurde sie anschließend fortgesetzt.
In der Biotechnologie wurden mikrobielle Stämme konstruiert, um Stoffwechselwege zu etablieren, die für die Behandlung einer Vielzahl von Anwendungen geeignet sind. Historisch gesehen wurde ein großer Teil der Stoffwechselforschung dem Bereich der Biokraftstoffproduktion gewidmet. Escherichia coli ist die am häufigsten vorkommende Spezies für das prokaryontische Stamm-Engineering. Wissenschaftlern ist es gelungen, lebensfähige Minimalgenome zu etablieren, aus denen neue Stämme entwickelt werden können. Diese Minimalstämme bieten nahezu eine Garantie dafür, dass Experimente an Genen außerhalb des Minimalrahmens nicht durch nicht-essentielle Wege beeinflusst werden. Für diese Anwendung werden typischerweise optimierte Stämme von E. coli verwendet. E. coli wird auch häufig als Chassis für die Expression einfacher Proteine verwendet. Diese Stämme, wie BL21, sind genetisch modifiziert, um die Proteaseaktivität zu minimieren, wodurch das Potenzial für eine hocheffiziente Proteinproduktion im industriellen Maßstab ermöglicht wird .
Stämme von Hefen sind die häufigsten Themen von eukaryotischen genetischen Modifikation, insbesondere im Hinblick auf industrielle Fermentation .
Pflanzen
Der Begriff hat in der Botanik keinen offiziellen Rang; der Begriff bezieht sich auf die kollektiven Nachkommen eines gemeinsamen Vorfahren, die einen einheitlichen morphologischen oder physiologischen Charakter aufweisen. Ein Stamm ist eine bestimmte Gruppe von Nachkommen, die entweder von einer modifizierten Pflanze abstammen (hervorgebracht durch konventionelle Züchtung oder auf biotechnologischem Weg) oder durch genetische Mutation entstanden sind.
Als Beispiel einige Reis sind Stämme hergestellt durch Einführen neues genetisches Materials in eine Reispflanze, alle Nachkommen der gentechnisch veränderten Reispflanze sind ein Stamm mit einzigartiger genetischer Information , die auf spätere Generationen weitergegeben wird; die Stammbezeichnung, die normalerweise eine Zahl oder ein formaler Name ist, umfasst alle Pflanzen, die von der ursprünglich veränderten Pflanze abstammen. Die Reispflanzen in dem Stamm können mit anderen Reisstämmen oder -sorten gezüchtet werden , und wenn erwünschte Pflanzen produziert werden, werden diese weiter gezüchtet, um die erwünschten Merkmale zu stabilisieren; die stabilisierten, vermehrungsfähigen und „erfüllten“ Pflanzen (bleibt identisch mit der Mutterpflanze) werden mit einem Sortennamen versehen und zur Verwendung durch die Landwirte in die Produktion freigegeben.
Nagetiere
Ein Labormaus- oder Rattenstamm ist eine Gruppe von Tieren, die genetisch einheitlich ist. Stämme werden in Laborexperimenten verwendet. Mäusestämme können durch Inzucht , mutiert oder genetisch verändert sein , während Rattenstämme normalerweise Inzucht sind . Eine bestimmte Inzucht-Nagetierpopulation gilt nach 20 Generationen der Geschwisterpaarung als genetisch identisch. Viele Nagetierstämme wurden für eine Vielzahl von Krankheitsmodellen entwickelt und werden auch häufig verwendet, um die Toxizität von Medikamenten zu testen.
Insekten
Die Gemeine Fruchtfliege ( Drosophila melanogaster ) gehörte zu den ersten Organismen, die für genetische Analysen verwendet wurden , hat ein einfaches Genom und ist sehr gut verstanden. Es ist aus vielen anderen Gründen ein beliebter Modellorganismus geblieben, wie zum Beispiel die einfache Zucht und Pflege sowie die Geschwindigkeit und das Volumen seiner Reproduktion. Es wurden verschiedene spezifische Sorten entwickelt, darunter eine flugunfähige Version mit verkümmerten Flügeln (die auch im Heimtierhandel als Lebendfutter für kleine Reptilien und Amphibien verwendet wird).