Saccharomyces cerevisiae īpašības, morfoloģija un dzīves cikls



The Saccharomyces cerevisiae vai alus raugs ir sava veida vienšūnu sēne, kas pieder pie Ascomicota malas, Hemiascomicete klases un Saccharomicetales kārtas. To raksturo plašs biotopu sadalījums, piemēram, lapas, ziedi, augsne un ūdens. Tās nosaukums ir alus cukura sēne, jo to izmanto šī populārā dzēriena ražošanā.

Šo raugu jau vairāk nekā gadsimtu izmanto cepšanā un alus darīšanā, bet 20. gadsimta sākumā, kad zinātnieki to pievērsa, to pārvēršot par mācību modeli.

Šo mikroorganismu plaši izmanto dažādās nozarēs; Pašlaik tā ir sēne, ko plaši izmanto biotehnoloģijā, insulīna, antivielu, albumīna, citu cilvēcei interesējošu vielu ražošanai..

Kā pētījuma modelis, šis raugs ir izskaidrojis molekulāros mehānismus, kas notiek šūnu cikla laikā eukariotu šūnās.

Indekss

  • 1 Bioloģiskās īpašības
  • 2 Morfoloģija
  • 3 Dzīves cikls
  • 4 Lietojumi
    • 4.1 Konditorejas izstrādājumi un maize
    • 4.2 Pārtikas piedevas
    • 4.3. Dzērienu ražošana
    • 4.4. Biotehnoloģija
  • 5 Atsauces

Bioloģiskās īpašības

Saccharomyces cerevisiae ir vienšūnu eukariotu mikrobs, globāls, dzeltenīgi zaļš. Tas ir ķīmiski organotrofisks, jo tam kā enerģijas avotam ir nepieciešami organiskie savienojumi un nav nepieciešams augt saules gaismai. Šis raugs spēj izmantot dažādus cukurus, un glikoze ir vēlamais oglekļa avots.

S. cerevisiae ir fakultatīvs anaerobs, jo tas spēj augt skābekļa deficīta apstākļos. Šā vides stāvokļa laikā glikoze tiek pārveidota par dažādiem starpproduktiem, piemēram, etanolu, CO2 un glicerīnu.

Pēdējais ir pazīstams kā spirta fermentācija. Šī procesa laikā rauga augšana nav efektīva, tomēr rūpniecība plaši izmanto dažādos graudos, piemēram, kviešu, miežu un kukurūzas cukuru fermentācijā..

S. cerevisiae genoms ir pilnībā sekvencēts, kas ir pirmais sasniedzamais eukariotiskais organisms. Ģenoms ir sakārtots haploīda 16 hromosomu komplektā. Apmēram 5800 gēnu ir paredzēti proteīnu sintēzei.

S. cerevisiae genoms ir ļoti kompakts, atšķirībā no citiem eukariotiem, jo ​​72% ir gēni. Šajā grupā aptuveni 708 ir identificēti kā metabolisma dalībnieki, veicot aptuveni 1035 reakcijas.

Morfoloģija

S. cerevisiae ir neliels vienšūnas organisms, kas ir cieši saistīts ar dzīvnieku un augu šūnām. Šūnu membrāna atdala šūnu komponentus no ārējās vides, bet kodolmateriāla membrāna aizsargā iedzimto materiālu.

Tāpat kā citos eukariotiskajos organismos, mitohondriju membrāna ir iesaistīta enerģijas ražošanā, bet endoplazmatiskais retikuls (ER) un Golgi aparāts ir iesaistīti lipīdu un proteīnu modifikācijas sintēzes procesā..

Vakuole un peroksisomi satur vielmaiņas ceļus, kas saistīti ar gremošanas funkcijām. Tikmēr komplekss sastatņu tīkls darbojas kā šūnu atbalsts un ļauj šūnu kustībai, tādējādi veicot citoskeleta funkcijas..

Citoskeletona aktīna un miozīna pavedieni darbojas, izmantojot enerģiju, un ļauj šūnu sadalīšanos šūnu dalījumā..

Šūnu dalīšanās noved pie asimetriska šūnu sadalījuma, kā rezultātā rodas lielāka cilmes šūna nekā meitas šūnai. Tas ir ļoti izplatīts raugā, un tas ir process, kas tiek definēts kā jaunais.

S. cerevisiae ir šitīna šūnu siena, kas nodrošina rauga šūnu formu. Šī siena novērš osmotiskos bojājumus, jo tā rada turgora spiedienu, nodrošinot kaitīgos vides apstākļos šos mikroorganismus ar noteiktu plastiskumu. Šūnu sienu un membrānu savieno periplazmatiskā telpa.

Dzīves cikls

S. cerevisiae dzīves cikls ir līdzīgs vairumam somatisko šūnu dzīves cikla. Var būt haploīdās un diploīdās šūnas. Haploīdu un diploīdu šūnu šūnu lielums mainās atkarībā no augšanas fāzes un celmu celmā.

Eksponenciālas augšanas laikā haploīdu šūnu kultūra atkārtojas ātrāk nekā diploīdu šūnu kultūrā. Haploīdajām šūnām ir pumpuri, kas parādās blakus iepriekšējiem, bet diploīdās šūnās tie parādās pretējos stabos..

Veģetatīvais pieaugums notiek ar jaunveidošanu, kurā meitas šūna sākas kā mātes šūnas uzliesmojums, kam seko kodolieroču sadalījums, šūnu sienas veidošanās un beidzot ar šūnu atdalīšanu.

Katra cilmes šūna var veidot aptuveni 20-30 pumpurus, tāpēc tās vecumu var noteikt pēc rētu skaita šūnu sienā.

Diploīdās šūnas, kas aug bez slāpekļa un bez oglekļa avota, iziet meiozes procesā, veidojot četras sporas (ascas). Šīm sporām ir augsta pretestība un tās var dīgt bagātīgā vidē.

Sporas var būt pārošanās grupa a, α vai abas, kas ir līdzīga dzimumam augstākos organismos. Abas šūnu grupas ražo feromonu līdzīgas vielas, kas inhibē citas šūnas dalīšanos.

Kad tiek atrastas šīs divas šūnu grupas, katra no tām veido sava veida izliekumu, kas, apvienojoties, galu galā ir starpšūnu kontakts, kas ražo galu galā diploīdu šūnu..

Lietojumi

Konditorejas izstrādājumi un maize

S. cerevisiae ir raugs, ko visvairāk lieto cilvēki. Viens no galvenajiem izmantošanas veidiem ir cepšana un maizes gatavošana, jo fermentācijas procesa laikā kviešu mīkla ir mīkstināta un paplašināta..

Pārtikas piedevas

No otras puses, šis raugs ir izmantots kā uztura bagātinātājs, jo apmēram 50% no tās sausā svara veido olbaltumvielas, tas ir bagāts ar B vitamīnu, niacīnu un folskābi..

Dzērienu ražošana

Šis raugs ir iesaistīts dažādu dzērienu ražošanā. Alus ražošanas nozare to plaši izmanto. Fermentējot cukurus, kas veido miežu graudus, var ražot alu, kas ir populārs dzēriens visā pasaulē.

Tādā pašā veidā S. cerevisiae var fermentēt vīnogās esošos cukurus, veidojot līdz 18% etanola uz vīna tilpumu..

Biotehnoloģija

No otras puses, no biotehnoloģijas viedokļa, S. cerevisiae, ir bijis pētījuma un izmantošanas modelis, jo tas ir ērti augošs, strauji augošs organisms, kura genoms ir sekvencēts..

Šī rauga izmantošana biotehnoloģijas nozarē notiek no insulīna ražošanas līdz antivielu un citu proteīnu ražošanai, ko izmanto medicīna.

Pašlaik farmācijas nozare ir izmantojusi šo mikroorganismu dažādu vitamīnu ražošanā, tāpēc biotehnoloģijas rūpnīcas ir pārvietojušas naftas ķīmijas rūpnīcas ķīmisko savienojumu ražošanā..

Atsauces

  1. Harwell, L.H., (1974). Saccharomyces cerevisiae šūnu cikls. Bakterioloģiskie pārskati, 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). Saccharomyces cerevisiae rauga morfoloģiskās un fizioloģiskās īpašības atšķiras dzīves laikā. Maģistra darbs bioķīmijā. Zagrebas Universitātes Farmācijas un bioķīmijas fakultāte. Zagreba – Horvātija.
  4. Otero, J. M., Cimini, D., Patil, K.R., Poulsen, S.G., Olsson, L., Nielsen, J. (2013). Saccharomyces cerevisiae industriālo sistēmu bioloģija Ļauj izmantot svaigu sāļskābes šūnu rūpnīcu. 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 morfoloģiskā datu bāze. Nucleic Acids Res, 32, pp. 319-322. DOI: 10.1093 / nar / gkh113
  6. Shneiter, R., (2004). Rauga ģenētika, molekulārā un šūnu bioloģija. Fribourg Suisse universitāte, pp. 5-18.