Saccharomyces cerevisiae egenskaber, morfologi og livscyklus



den Saccharomyces cerevisiae eller brygersgær er en slags unicellulær svamp, der tilhører kanten Ascomicota, til klassen Hemiascomicete og til ordren Saccharomicetales. Det er kendetegnet ved dens brede fordeling af levesteder, som blade, blomster, jord og vand. Dets navn betyder øl sukker svamp, fordi det bruges i produktionen af ​​denne populære drik.

Denne gær er blevet brugt i mere end et århundrede i bagning og brygning, men det var i begyndelsen af ​​det 20. århundrede, da forskerne var opmærksomme på det og gjort det til en studie model.

Denne mikroorganisme har været meget anvendt i forskellige industrier; I øjeblikket er det en svamp, der i vid udstrækning anvendes i bioteknologi, til fremstilling af insulin, antistoffer, albumin, blandt andre stoffer af interesse for menneskeheden.

Som en undersøgelsesmodel har denne gær belyset de molekylære mekanismer, der opstår under cellecyklussen i eukaryote celler.

indeks

  • 1 Biologiske egenskaber
  • 2 Morfologi
  • 3 livscyklus
  • 4 anvendelser
    • 4.1 Bagværk og brød
    • 4.2 Kosttilskud
    • 4.3 Fremstilling af drikkevarer
    • 4.4 Bioteknologi
  • 5 referencer

Biologiske egenskaber

Saccharomyces cerevisiae er en encellulær eukaryot mikrobe, kugleformet, gulgrøn. Det er kemoorganotrof, da det kræver organiske forbindelser som energikilde og ikke kræver sollys at vokse. Denne gær er i stand til at anvende forskellige sukkerarter, idet glucose er den foretrukne carbonkilde.

S. cerevisiae er fakultativ anaerob, da den er i stand til at vokse under tilstande med iltmangel. Under denne miljømæssige tilstand omdannes glucose til forskellige mellemprodukter, såsom ethanol, CO2 og glycerol.

Sidstnævnte er kendt som alkoholholdig gæring. Under denne proces er væksten af ​​gæren ikke effektiv, men det er det medium, der i vid udstrækning anvendes af industrien at fermentere de sukkerarter, der er til stede i forskellige korn, såsom hvede, byg og majs.

Genen af ​​S. cerevisiae er blevet fuldstændigt sekventeret, idet den er den første eukaryote organisme, der skal opnås. Genomet er organiseret i et haploid sæt med 16 kromosomer. Ca. 5800 gener er beregnet til proteinsyntese.

Genen af ​​S. cerevisiae er meget kompakt, i modsætning til andre eukaryoter, da 72% er repræsenteret af gener. Inden for denne gruppe er ca. 708 blevet identificeret som deltagende i metabolismen og udfører ca. 1035 reaktioner.

morfologi

S. cerevisiae er en lille encellulær organisme, der er nært beslægtet med cellerne hos dyr og planter. Cellemembranen adskiller de cellulære komponenter fra det ydre miljø, mens den nukleare membran beskytter det arvelige materiale.

Som med andre eukaryotiske organismer er mitokondriamembranen involveret i frembringelsen af ​​energi, mens det endoplasmatiske retikulum (ER) og Golgi-apparatet er involveret i syntese af lipider og protein modifikation..

Vakuolen og peroxisomerne indeholder metaboliske veje i forbindelse med fordøjelsesfunktionerne. I mellemtiden fungerer et komplekst stilladsnetværk som mobil understøttelse og tillader cellebevægelse og udfører således cytoskeletens funktioner.

Actin- og myosinfilamenterne i cytoskeletten arbejder gennem brug af energi og tillader polarbestilling af celler under celledeling.

Cell division fører til asymmetrisk opdeling af cellerne, hvilket resulterer i en større stamcelle end dattercellen. Dette er meget almindeligt i gær og er en proces, der er defineret som spirende.

S. cerevisiae har en cellevæg af chitin, hvilket giver gær den celleform, der karakteriserer den. Denne væg forhindrer osmotisk skade, da den udøver turgortryk, hvilket giver disse mikroorganismer en vis plasticitet under skadelige miljøforhold. Cellevæggen og membranen forbindes af det periplasmatiske rum.

Livscyklus

Livscyklusen for S. cerevisiae svarer til den for de fleste somatiske celler. Der kan være haploide og diploide celler. Cellestørrelsen af ​​haploid- og diploide celler varierer afhængigt af vækstfasen og stammen i stammen.

Under eksponentiel vækst reproducerer kulturen af ​​haploide celler hurtigere end for diploide celler. De haploide celler har knopper, der vises ved siden af ​​de forrige, mens de i de diploide celler forekommer i modsatte poler.

Den vegetative vækst sker ved spirende, hvor dattercellen starter som et udbrud af modercellen efterfulgt af atomafdelingen, dannelsen af ​​cellevæggen og endelig celleseparationen.

Hver stamcelle kan danne omkring 20-30 knopper, så dens alder kan bestemmes af antallet af ar i cellevæggen.

De diploide celler, der vokser uden nitrogen og uden en carbonkilde, undergår en proces af meiosis, der producerer fire sporer (ascas). Disse sporer har høj modstand og kan spire i et rigt medium.

Sporerne kan være parringsgruppe a, a eller begge, hvilket er analogt med køn i højere organismer. Begge cellegrupper producerer feromonlignende stoffer, der hæmmer celledeling af den anden celle.

Når disse to cellulære grupper findes, udgør hver en form for fremspring, at når en forening sker, til sidst en intercellulær kontakt producerende ultimativt diploid celle.

applikationer

Kager og brød

S. cerevisiae er den mest anvendte gær hos mennesker. En af de vigtigste anvendelser har været i bagning og brødfremstilling, da hveddejen er blødgjort og udvidet under fermenteringsprocessen..

Kosttilskud

På den anden side er denne gær blevet anvendt som et kosttilskud, fordi ca. 50% af sin tørvægt består af proteiner, den er også rig på vitamin B, niacin og folinsyre.

Drikkevareproduktion

Denne gær er involveret i produktion af forskellige drikkevarer. Brygningsindustrien bruger det bredt. Gennem gæring af de sukkerarter, der udgør bygkorn, kan der produceres øl, en populær drink over hele verden.

På samme måde kan S. cerevisiae gære de sukkerarter, der er til stede i druerne, hvilket producerer op til 18% ethanol pr. Volumen vin.

bioteknologi

På den anden side har S. cerevisiae fra bioteknologisk synspunkt været en model for undersøgelse og brug, fordi det er en organisme med let dyrkning, hurtig vækst og hvis genom er blevet sekventeret.

Anvendelsen af ​​denne gær i bioteknologibranchen går fra fremstilling af insulin til fremstilling af antistoffer og andre proteiner, der anvendes af medicin.

I øjeblikket har lægemiddelindustrien brugt denne mikroorganisme i produktionen af ​​forskellige vitaminer, hvorfor bioteknologiske fabrikker har fordrevet petrokemiske fabrikker i produktionen af ​​kemiske forbindelser..

referencer

  1. Harwell, L.H., (1974). Saccharomyces cerevisiae cellecyklus. Bakteriologiske anmeldelser, 38 (2), s. 164-198.
  2. Karithia, H., Vilaprinyo, E., Sorribas, A., Alves, R., (2011). PLoS ONE, 6 (2): e16015. doi.org.
  3. Kovačević, M., (2015). Morfologiske og fysiologiske egenskaber hos gæren Saccharomyces cerevisiae varierer i levetiden. Masteruddannelse i biokemi. Fakultet for Farmaci og Biokemi, Zagreb Universitet. Zagreb-Kroatien.
  4. Otero, J. M., Cimini, D., Patil, K.R., Poulsen, S. G., Olsson, L., Nielsen, J. (2013). Industrial Systems Biology of Saccharomyces cerevisiae aktiverer Novel Succinsyre Cell Factory. 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 morfologiske database. Nucleic Acids Res, 32, pp. 319-322. DOI: 10,1093 / nar / gkh113
  6. Shneiter, R., (2004). Genetik, molekylær og cellebiologi af gær. University of Fribourg Suisse, s. 5-18.