Caracteristicile Saccharomyces cerevisiae, morfologia, ciclul de viață

3497
Anthony Golden

 Saccharomyces cerevisiae sau drojdia de bere este o specie de ciupercă unicelulară care aparține filumului ascomicotic, clasei Hemiascomicete și ordinii Saccharomycetales. Se caracterizează prin distribuția largă a habitatelor, cum ar fi frunzele, florile, solul și apa. Numele său înseamnă bere ciupercă de zahăr, deoarece este folosită în timpul producerii acestei băuturi populare..

Această drojdie a fost folosită de mai bine de un secol la coacere și fabricarea berii, dar la începutul secolului al XX-lea oamenii de știință au acordat atenție acesteia, făcându-l un model de studiu..

Saccharomyces cerevisiae pe placa agar. De Rainis Venta [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], din Wikimedia Commons

Acest microorganism a fost utilizat pe scară largă în diferite industrii; În prezent este o ciupercă utilizată pe scară largă în biotehnologie, pentru producerea de insulină, anticorpi, albumină, printre alte substanțe de interes pentru omenire..

Ca model de studiu, această drojdie a făcut posibilă elucidarea mecanismelor moleculare care apar în timpul ciclului celular în celulele eucariote..

Indice articol

  • 1 Caracteristici biologice
  • 2 Morfologie
  • 3 Ciclul de viață
  • 4 utilizări
    • 4.1 Produse de patiserie și pâine
    • 4.2 Supliment alimentar
    • 4.3 Fabricarea băuturilor
    • 4.4 Biotehnologie
  • 5 Referințe

Caracteristici biologice

Saccharomyces cerevisiae este un microb unicelular eucariot, de formă globulară, de culoare verde gălbuie. Este chemoorganotrofic, deoarece necesită compuși organici ca sursă de energie și nu necesită creșterea soarelui. Această drojdie este capabilă să utilizeze diferite zaharuri, glucoza fiind sursa preferată de carbon.

S. cerevisiae este anaerobă facultativă, deoarece este capabilă să crească în condiții cu deficit de oxigen. În timpul acestei condiții de mediu, glucoza este transformată în intermediari diferiți, cum ar fi etanol, CO2 și glicerol..

Aceasta din urmă este cunoscută sub numele de fermentație alcoolică. În timpul acestui proces, creșterea drojdiei nu este eficientă, cu toate acestea, este mediul utilizat pe scară largă de către industrie pentru a fermenta zaharurile prezente în diferite boabe, cum ar fi grâul, orzul și porumbul..

Genomul S. cerevisiae a fost complet secvențiat, fiind primul organism eucariot care a fost realizat. Genomul este organizat într-un set haploid de 16 cromozomi. Aproximativ 5.800 de gene sunt destinate sintezei proteinelor.

Genomul S. cerevisiae este foarte compact, spre deosebire de alte eucariote, deoarece 72% este reprezentat de gene. În cadrul acestui grup, aproximativ 708 au fost identificați ca participând la metabolism, efectuând aproximativ 1035 de reacții..

Morfologie

S. cerevisiae este un mic organism unicelular care este strâns legat de celulele animalelor și plantelor. Membrana celulară separă componentele celulare de mediul extern, în timp ce membrana nucleară protejează materialul ereditar.

Ca și în alte organisme eucariote, membrana mitocondrială este implicată în generarea de energie, în timp ce reticulul endoplasmatic (ER) și aparatul Golgi sunt implicate în sinteza lipidelor și modificarea proteinelor..

Vacuolul și peroxizomii conțin căi metabolice legate de funcțiile digestive. Între timp, o rețea complexă de schele acționează ca suport celular și permite mișcarea celulei, îndeplinind astfel funcțiile citoscheletului..

Filamentele de actină și miozină ale citoscheletului funcționează prin utilizarea energiei și permit ordonarea polară a celulelor în timpul diviziunii celulare..

Diviziunea celulară duce la divizarea celulelor asimetrice, rezultând o celulă stem mai mare decât celula fiică. Acest lucru este foarte frecvent la drojdii și este un proces care este definit ca înmugurire..

S. cerevisiae are un perete celular de chitină, conferind drojdiei forma sa celulară caracteristică. Acest perete previne deteriorarea osmotică, deoarece exercită presiune turgentă, conferind acestor microorganisme o anumită plasticitate în condiții dăunătoare de mediu. Peretele celular și membrana sunt conectate prin spațiu periplasmatic.

Ciclu de viață

Ciclul sexual Saccharomyces cerevisiae. Sursa: Wikimedia Commons

Ciclul de viață al S. cerevisiae este similar cu cel al majorității celulelor somatice. Pot exista atât celule haploide, cât și celule diploide. Mărimea celulelor celulelor haploide și diploide variază în funcție de faza de creștere și de la tulpină la tulpină..

În timpul creșterii exponențiale, cultura de celule haploide se reproduce mai repede decât cultura de celule diploide. Celulele haploide au muguri care apar adiacent celor anterioare, în timp ce celulele diploide apar la polii opuși.

Creșterea vegetativă are loc prin înmugurire, în care celula fiică începe ca un mugur din celula mamă, urmată de diviziunea nucleară, formarea peretelui celular și, în cele din urmă, separarea celulelor..

Fiecare celulă stem poate forma aproximativ 20-30 de muguri, astfel încât vârsta sa poate fi determinată de numărul de cicatrici de pe peretele celular..

Celulele diploide care cresc fără azot și fără sursă de carbon sunt supuse unui proces de meioză, producând patru spori (ascas). Acești spori au o rezistență ridicată și pot germina într-un mediu bogat.

Sporii pot fi dintr-un grup de împerechere, α sau ambele, acest lucru fiind analog sexului în organismele superioare. Ambele grupuri celulare produc substanțe asemănătoare feromonilor care inhibă diviziunea celulară a celeilalte celule..

Când aceste două grupuri celulare se întâlnesc, fiecare formează un fel de proeminență care, atunci când se alătură, duce în cele din urmă la contactul intercelular, producând în cele din urmă celule diploide.

Aplicații

Produse de patiserie și pâine

S. cerevisiae este drojdia cea mai folosită de oameni. Una dintre principalele utilizări a fost coacerea și fabricarea pâinii, deoarece în timpul procesului de fermentare, aluatul de grâu se înmoaie și se extinde..

Supliment nutritional

Pe de altă parte, această drojdie a fost utilizată ca supliment alimentar, deoarece aproximativ 50% din greutatea sa uscată este alcătuită din proteine, este bogată și în vitamina B, niacină și acid folic.

Fabricarea băuturilor

Această drojdie este implicată în producția de băuturi diferite. Industria berii îl folosește pe scară largă. Prin fermentarea zaharurilor care alcătuiesc boabele de orz, se poate produce bere, o băutură populară la nivel mondial.

În mod similar, S. cerevisiae poate fermenta zaharurile prezente în struguri, producând până la 18% etanol în volum de vin..

Biotehnologie

Pe de altă parte, din punct de vedere biotehnologic, S. cerevisiae a fost un model de studiu și utilizare, deoarece este un organism ușor de crescut, cu creștere rapidă și al cărui genom a fost secvențiat..

Utilizarea acestei drojdii de către industria biotehnologică variază de la producția de insulină la producerea de anticorpi și alte proteine ​​utilizate de medicină.

În prezent, industria farmaceutică a folosit acest microorganism în producerea diverselor vitamine, motiv pentru care fabricile de biotehnologie au înlocuit fabricile petrochimice în producția de compuși chimici..

Referințe

  1. Harwell, L.H., (1974). Ciclul celular Saccharomyces cerevisiae. Recenzii bacteriologice, 38 (2), pp. 164-198.
  2. Karithia, H., Vilaprinyo, E., Sorribas, A., Alves, R., (2011). PLOS ONE, 6 (2): e16015. doi.org.
  3. Kovačević, M., (2015). Caracteristicile morfologice și fiziologice ale celulelor Saccharomyces cerevisiae de drojdie diferă în ceea ce privește durata de viață. Teză de master în biochimie. Facultatea de Farmacie și Biochimie, Universitatea din Zagreb. Zagreb-Croația.
  4. Otero, J. M., Cimini, D., Patil, K. R., Poulsen, S. G., Olsson, L., Nielsen, J. (2013). Biologia sistemelor industriale a Saccharomyces cerevisiae permite fabrica de celule noi de acid succinic. PLOS ONE, 8 (1), e54144. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0054144
  5. Saito, T., Ohtani, M., Sawai, H., Sano, F., Saka, A., Watanabe, D., Yukawa, M., Ohya, Y., Morishita, S., (2004). Baza de date morfologice Saccharomyces cerevisiae. Nucleic Acids Res, 32, pp. 319-322. DOI: 10.1093 / nar / gkh113
  6. Shneiter, R., (2004). Genetica, biologia moleculară și celulară a drojdiei. Université de Fribourg Suisse, pp. 5-18.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.