Saccharomyces cerevisiae charakteristikos, morfologija ir gyvavimo ciklas



The Saccharomyces cerevisiae arba alaus mielės yra vienaląsčių grybų rūšis, priklausanti Ascomicota kraštui, Hemiascomicete klasei ir Saccharomicetales. Jai būdingas platus buveinių, tokių kaip lapai, gėlės, dirvožemis ir vanduo, pasiskirstymas. Jo pavadinimas reiškia alaus cukraus grybą, nes jis naudojamas šio populiaraus gėrimo gamybos metu.

Ši mielė buvo naudojama daugiau nei šimtmetį kepimo ir alaus gamybos metu, tačiau XX a. Pradžioje, kai mokslininkai į tai atkreipė dėmesį, pavertė jį tyrimo modeliu.

Šis mikroorganizmas plačiai naudojamas įvairiose pramonės šakose; Šiuo metu tai yra grybelis, plačiai naudojamas biotechnologijoje, gaminant insuliną, antikūnus, albuminą, tarp kitų žmonijai svarbių medžiagų.

Kaip tyrimo modelis, ši mielė išaiškino molekulinius mechanizmus, kurie vyksta ląstelių ciklo metu eukariotinėse ląstelėse.

Indeksas

  • 1 Biologinės charakteristikos
  • 2 Morfologija
  • 3 Gyvavimo ciklas
  • 4 Naudojimas
    • 4.1 Kepiniai ir duona
    • 4.2 Maisto papildas
    • 4.3 Gėrimų gamyba
    • 4.4 Biotechnologijos
  • 5 Nuorodos

Biologinės savybės

Saccharomyces cerevisiae yra vienaląsčioji eukariotinė mikrobė, geltona, gelsva žalia. Jis yra chemoorganotrofinis, nes jis reikalauja organinių junginių kaip energijos šaltinio ir nereikalauja saulės šviesos augimo. Ši mielė gali naudoti skirtingus cukrus, todėl pirmenybė teikiama anglies šaltiniui.

S. cerevisiae yra fakultatyvinė anaerobinė, nes ji gali augti deguonies trūkumo sąlygomis. Šios aplinkos būklės metu gliukozė paverčiama skirtingomis tarpinėmis medžiagomis, tokiomis kaip etanolis, CO2 ir glicerolis.

Pastarasis vadinamas alkoholio fermentacija. Šio proceso metu mielių augimas nėra veiksmingas, tačiau pramonė plačiai naudoja fermentą, skirtą fermentuoti įvairiuose grūduose, pvz., Kviečiuose, miežiuose ir kukurūzuose esančius cukrus.

S. cerevisiae genomas buvo visiškai suskirstytas, tai yra pirmasis pasiekiamas eukariotinis organizmas. Genomas yra organizuojamas į haploidinį 16 chromosomų rinkinį. Maždaug 5800 genų yra skirti baltymų sintezei.

S. cerevisiae genomas yra labai kompaktiškas, skirtingai nuo kitų eukariotų, nes 72% yra genų. Šioje grupėje buvo nustatyta, kad apytiksliai 708 dalyvauja metabolizme ir atlieka apie 1035 reakcijas.

Morfologija

S. cerevisiae yra nedidelis vienaląsnis organizmas, glaudžiai susijęs su gyvūnų ir augalų ląstelėmis. Ląstelių membrana atskiria ląstelių komponentus nuo išorinės aplinkos, o branduolinė membrana apsaugo paveldimą medžiagą.

Kaip ir kituose eukariotiniuose organizmuose, mitochondrijų membrana yra susijusi su energijos generavimu, o endoplazminis tinklelis (ER) ir Golgi aparatas dalyvauja lipidų ir baltymų modifikavimo sintezėje..

Vakuume ir peroksisomose yra metabolinių takų, susijusių su virškinimo funkcijomis. Tuo tarpu sudėtingas pastolių tinklas veikia kaip ląstelių palaikymas ir leidžia ląstelių judėjimui, tokiu būdu atliekant cytoskeleto funkcijas..

Cytoskeleto aktino ir miozino gijos veikia naudojant energiją ir leidžia ląstelių dalijimąsi ląstelių dalijimosi metu.

Ląstelių dalijimasis lemia asimetrinį ląstelių pasiskirstymą, todėl atsiranda didesnė kamieninė ląstelė nei dukra. Tai yra labai paplitusi mielėse ir yra procesas, kuris yra apibrėžiamas kaip jaunimas.

S. cerevisiae yra chitino ląstelių sienelė, suteikianti mielėms būdingą ląstelių formą. Ši siena užkerta kelią osmotinei žalai, nes ji patiria turgorinį spaudimą, o šiems mikroorganizmams kenksmingomis aplinkos sąlygomis suteikia tam tikrą plastiškumą. Ląstelės sienelę ir membraną jungia periplazminė erdvė.

Gyvavimo ciklas

S. cerevisiae gyvavimo ciklas yra panašus į daugelio somatinių ląstelių gyvavimo ciklą. Gali būti haploidinių ir diploidinių ląstelių. Haploidinių ir diploidinių ląstelių dydis kinta priklausomai nuo augimo ir deformacijos fazės.

Eksponentinio augimo metu haploidinių ląstelių kultūra dauginasi greičiau nei diploidinių ląstelių. Haploidinės ląstelės turi pumpurus, kurie yra šalia ankstesnių, o diploidinėse ląstelėse jie rodomi priešingose ​​ląstelėse.

Vegetatyvinis augimas vyksta užsikimšus, kai dukra ląstelė prasideda kaip motinos ląstelės protrūkis, po to seka branduolinis susiskaldymas, ląstelės sienelės susidarymas ir galiausiai ląstelių atskyrimas..

Kiekviena kamieninė ląstelė gali sudaryti apie 20-30 pumpurų, todėl jo amžių galima nustatyti pagal randų skaičių ląstelės sienelėje.

Diploidinės ląstelės, kurios auga be azoto ir be anglies šaltinio, vykdo meozės procesą, gamindamos keturias sporas (ascas). Šios sporos turi didelį atsparumą ir gali sudygti turtingoje terpėje.

Sporos gali būti poravimosi grupė a, α arba abu, tai yra analogiška seksui aukštesniuose organizmuose. Abi ląstelių grupės gamina feromoną panašias medžiagas, kurios slopina kitos ląstelės dalijimąsi.

Kai randama šių dviejų ląstelių grupių, kiekvienas iš jų sudaro tam tikrą išsikišimą, kuris, kai jungiantis, galiausiai yra tarpląstelinis kontaktas, gaminantis galiausiai diploidinę ląstelę..

Naudojimas

Kepiniai ir duona

S. cerevisiae yra mielės, kurias dažniausiai vartoja žmonės. Vienas iš pagrindinių panaudojimo būdų buvo kepimas ir duonos gamyba, nes fermentacijos proceso metu kviečių tešla minkštinama ir plečiama.

Maisto papildas

Kita vertus, ši mielė buvo naudojama kaip maisto papildas, nes apie 50% sausosios medžiagos svorio sudaro baltymai, taip pat daug vitamino B, niacino ir folio rūgšties..

Gėrimų gamyba

Ši mielė yra susijusi su įvairių gėrimų gamyba. Alaus pramonė ją plačiai naudoja. Fermentuojant cukrų, kurie sudaro miežių grūdus, galima gaminti alaus, kuris yra populiarus gėrimas visame pasaulyje.

Be to, S. cerevisiae gali fermentuoti vynuogėse esančius cukrus ir pagaminti iki 18% etanolio vyno tūriui..

Biotechnologijos

Kita vertus, biotechnologiniu požiūriu S. cerevisiae buvo studijų ir naudojimo modelis, nes jis yra lengvai augantis, spartaus augimo organizmas, kurio genomas buvo sekvenuotas..

Šios mielės biotechnologijų pramonė naudoja nuo insulino gamybos iki antikūnų ir kitų vaistų, naudojamų medicinoje, gamybos..

Šiuo metu farmacijos pramonė šį mikroorganizmą naudojo gamindama įvairius vitaminus, todėl biotechnologijos fabrikai perkėlė naftos chemijos gamyklas į cheminių junginių gamybą..

Nuorodos

  1. Harwell, L.H., (1974). Saccharomyces cerevisiae ląstelių ciklas. Bakteriologinės apžvalgos, 38 (2), p. 164-198.
  2. Karithia, H., Vilaprinyo, E., Sorribas, A., Alves, R., (2011). PLoS ONE, 6 (2): e16015. doi.org.
  3. Kovačević, M., (2015). Saccharomyces cerevisiae mielių morfologinės ir fiziologinės savybės skiriasi gyvenime. Biochemijos magistro darbas. Zagrebo universiteto Farmacijos ir biochemijos fakultetas. Zagrebas – Kroatija.
  4. Otero, J. M., Cimini, D., Patil, K.R., Poulsen, S.G., Olsson, L., Nielsen, J. (2013). „Saccharomyces cerevisiae“ pramoninių sistemų biologija Leidžia naudoti naują sachinorūgšties ląstelių gamyklą. 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). Saccharomyces cerevisiae morfologinė duomenų bazė. Nucleic Acids Res, 32, pp. 319-322. DOI: 10.1093 / nar / gkh113
  6. Shneiter, R., (2004). Mielių genetika, molekulinė ir ląstelių biologija. Fribourg Suisse universitetas, p. 5-18.