SACCHAROMYCES CEREVISIAE: JELLEMZŐK, MORFOLÓGIA, ÉLETCIKLUS - BIOLÓGIA - 2025

A Saccharomyces cerevisiae vagy sörélesztő egy egysejtű gomba, amely az Ascomycota, a Hemiascomicete osztályba és a Saccharomicetales rendbe tartozik. Az élőhelyek, például levelek, virágok, talaj és víz széles körű eloszlása ​​jellemzi. A neve sörcukorgomba jelent, mert e népszerű ital előállítása során használják.

Ezt az élesztőt több mint egy évszázaddal használják sütéshez és sörfőzéshez, de a 20. század elején a tudósok figyelmet fordítottak erre, és így a tanulmány modelljévé vált.

Saccharomyces cerevisiae agarlemezen. Rainis Venta, a Wikimedia Commonsból

Ezt a mikroorganizmust széles körben használják a különféle iparágakban; Jelenleg egy gomba, amelyet széles körben használnak a biotechnológiában, inzulin, antitestek, albumin előállítására, az emberiség szempontjából fontos egyéb anyagok mellett.

Kísérleti modellként ez az élesztő lehetővé tette az eukarióta sejtekben a sejtciklus során fellépő molekuláris mechanizmusok tisztázását.

Biológiai jellemzők

A Saccharomyces cerevisiae eukarióta egysejtű mikrobás, gömb alakú, sárgászöld. Kemoorganotróf, mivel energiaforrásként szerves vegyületeket igényel, és nem igényel napfényt a növekedéshez. Ez az élesztő képes különféle cukrok felhasználására, a glükóz az előnyös szénforrás.

Az S. cerevisiae fakultatív anaerob, mivel képes növekedni oxigénhiányos körülmények között. Ebben a környezeti állapotban a glükóz különféle közbenső termékekké alakul, például etanol, CO2 és glicerin.

Ez utóbbi alkoholos erjesztés. E folyamat során az élesztő növekedése nem hatékony, azonban az iparban széles körben használt közeg a különféle szemek, például búza, árpa és kukorica cukrok erjesztésére.

Az S. cerevisiae genomját teljesen szekvenáltuk, ez volt az első eukarióta organizmus, amelyet elértek. A genom 16 kromoszóma haploid halmazába van rendezve. Körülbelül 5800 gént szánnak fehérje szintézisre.

Az S. cerevisiae genomja nagyon kompakt, más eukariótákkal ellentétben, mivel a gének 72% -át képviselik. Ezen a csoporton belül körülbelül 708-at azonosítottak mint részt vevő anyagcserében, amely körülbelül 1035 reakciót hajt végre.

Morfológia

A S. cerevisiae egy egysejtű kicsi organizmus, amely szorosan rokon az állatok és növények sejtjeivel. A sejtmembrán elválasztja a sejtkomponenseket a külső környezettől, míg a sejtmembrán védi az örökletes anyagot.

Mint más eukarióta szervezetekben, a mitokondriális membrán is részt vesz az energiatermelésben, míg az endoplazmatikus retikulum (ER) és a Golgi-készülék részt vesz a lipidszintézisben és a fehérje módosításában.

A vákuum és a peroxiszómák az emésztő funkciókkal kapcsolatos metabolikus útvonalakat tartalmazzák. Eközben egy komplex állványhálózat sejttámaszként működik, és lehetővé teszi a sejtek mozgását, ezzel ellátva a citoszkeleton funkcióit.

A citoszkeleton aktin- és miozin-filamentumai az energia felhasználásával működnek, és lehetővé teszik a sejtek poláris rendezését a sejtosztódás során.

A sejtosztódás a sejtek aszimmetrikus megosztásához vezet, amely nagyobb őssejtet eredményez, mint a leánysejt. Ez nagyon gyakori az élesztőkben, és ezt a folyamatot úgy definiálják, mint a bimbózás.

Az S. cerevisiae kitinsejtfallal rendelkezik, amely az élesztőre jellemző karakterisztikát ad. Ez a fal elkerüli az ozmotikus károsodást, mivel turgor nyomást gyakorol, és ezeknek a mikroorganizmusoknak bizonyos plaszticitást biztosít káros környezeti feltételek mellett. A sejtfalat és a membránt a periplazma tér köti össze.

Életciklus

Saccharomyces cerevisiae szexuális ciklus. Forrás: Wikimedia Commons

Az S. cerevisiae életciklusa hasonló a legtöbb szomatikus sejt életéhez. Lehetnek haploid és diploid sejtek. A haploid és diploid sejtek sejt mérete a növekedési fázistól függően és törzstől függően változik.

Az exponenciális növekedés során a haploid sejttenyészet gyorsabban szaporodik, mint a diploid sejttenyészet. A hipoid sejteknek olyan rügyei vannak, amelyek az előzőek mellett vannak, míg a diploid sejtek az ellenkező pólusokon jelennek meg.

A vegetatív növekedés vándorláskor következik be, amelyben a lánya sejt rügyként kezdődik az anyasejtből, majd a nukleáris megosztás, a sejtfal képződése és végül a sejtek elválasztása.

Minden őssejt kb. 20-30 rügyet képezhet, így életkorát a sejtfalon lévő hegek száma határozhatja meg.

A nitrogén és szénforrás nélkül növekvő diploid sejtek meiózisos folyamaton mennek keresztül, négy spórát (ascas) termelve. Ezeknek a spóráknak nagy ellenállása van és gazdag közegben csírázhatnak.

A spórák lehetnek a, α vagy mindkét párosító csoportból, ez analóg a magasabb organizmusok nemeivel. Mindkét sejtcsoport feromon-szerű anyagokat termel, amelyek gátolják a másik sejt sejtmegosztását.

Amikor ez a két sejtcsoport találkozik, mindegyik egyfajta kiemelkedést képez, amely csatlakozáskor végül intercelluláris kontaktushoz vezet, végül diploid sejteket hozva létre.

Alkalmazások

Sütemények és kenyér

Az S. cerevisiae az ember által leginkább használt élesztő. Az egyik fő felhasználás a sütés és a kenyérsütés volt, mivel az erjedési folyamat során a búza tészta lágyul és tágul.

Étrendkiegészítő

Másrészről, ezt az élesztőt étrend-kiegészítőként használják, mivel száraz tömegének körülbelül 50% -át fehérjék alkotják, és B-vitaminban, niacinban és folsavban is gazdag.

Italgyártás

Ez az élesztő részt vesz különféle italok előállításában. A söripar széles körben használja. Az árpadarakat alkotó cukrok erjesztésével sör, a világ egyik legnépszerűbb itala állítható elő.

Hasonlóképpen, az S. cerevisiae fermentálhatja a szőlőben levő cukrokat, és akár 18 térfogatszázalék etanolt termelhet a borban.

Biotechnológiai

Másrészről, a biotechnológiai szempontból az S. cerevisiae példaként szolgált a tanulmányozáshoz és felhasználáshoz, mivel ez egy organizmus, amely könnyen növekszik, gyorsan növekszik, és amelynek genomját szekvenálták.

Ezt az élesztőt a biotechnológiai iparban használják az inzulin előállításától az antitestek és más, a gyógyászatban használt fehérjék előállításáig.

Jelenleg a gyógyszeripar használja ezt a mikroorganizmust különféle vitaminok előállításához, ezért a biotechnológiai gyárak kicserélték a petrolkémiai gyárakat a kémiai vegyületek előállításánál.

Irodalom

1. Harwell, LH, (1974). Saccharomyces cerevisiae sejtciklus. Bakteriológiai áttekintés, 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). A Saccharomyces cerevisiae élesztő sejtek morfológiai és élettani jellemzői élettartamukban különböznek. Biokémiai diplomamunka. Zágrábi Egyetem Gyógyszerészeti és Biokémiai Kar. Zagreb-Horvátország.
4. Otero, JM, Cimini, D., Patil, KR, Poulsen, SG, Olsson, L., Nielsen, J. (2013). A Saccharomyces cerevisiae ipari rendszerek biológiája lehetővé teszi az új szukcinsav-sejtgyárat. PLoS ONE, 8 (1), e54144.
5. Saito, T., Ohtani, M., Sawai, H., Sano, F., Saka, A., Watanabe, D., Yukawa, M., Ohya, Y., Morishita, S., (2004). Saccharomyces cerevisiae morfológiai adatbázis. Nucleic Acids Res, 32., pp. 319-322. DOI: 10.1093 / nar / gkh113
6. Shneiter, R., (2004). Élesztő genetika, molekuláris és sejtbiológia. Université de Fribourg Suisse, pp. 5-18.