Saccharomyces cerevisiae egenskaper, morfologi och livscykel



den Saccharomyces cerevisiae eller bryggerjäst är en typ av encellell svamp som hör till kanten Ascomicota, till klassen Hemiascomicete och till ordningen Saccharomicetales. Det kännetecknas av dess stora fördelning av livsmiljöer, som blad, blommor, mark och vatten. Dess namn betyder ölsockersvamp, eftersom det används under produktionen av denna populära dryck.

Denna jäst har använts i mer än ett sekel i bakning och bryggning, men det var i början av 20-talet när forskare uppmärksammade det och gjorde det till en studiemodell.

Denna mikroorganism har använts i stor utsträckning inom olika branscher; För närvarande är det en svamp som används allmänt inom bioteknik, för produktion av insulin, antikroppar, albumin, bland andra ämnen av intresse för mänskligheten.

Som en studiemodell har denna jäst belysat de molekylära mekanismer som uppstår under cellcykeln i eukaryota celler.

index

  • 1 Biologiska egenskaper
  • 2 Morfologi
  • 3 Livscykel
  • 4 användningsområden
    • 4.1 Bakverk och bröd
    • 4.2 Kosttillskott
    • 4.3 Tillverkning av drycker
    • 4.4 Bioteknik
  • 5 referenser

Biologiska egenskaper

Saccharomyces cerevisiae är en encellell eukaryot mikrobe, globulär, gulaktig grön. Det är kemoorganotrof, eftersom det kräver organiska föreningar som en energikälla och kräver inte att solljus växer. Denna jäst kan använda olika sockerarter, med glukos som den föredragna kolkällan.

S. cerevisiae är fakultativ anaerob, eftersom den kan växa under tillstånd av syrebrist. Under detta miljöförhållande omvandlas glukos till olika mellanprodukter såsom etanol, CO2 och glycerol.

Den senare är känd som alkoholjäsning. Under denna process är tillväxten av jästen inte effektiv, men det är det medium som används i stor utsträckning av industrin för att jästa sockerarterna närvarande i olika korn, såsom vete, korn och majs.

Genen av S. cerevisiae har sekvenserats fullständigt, vilket är den första eukaryotiska organismen som ska uppnås. Genomet är organiserat i en haploid uppsättning av 16 kromosomer. Cirka 5800 gener är avsedda för proteinsyntes.

Genen av S. cerevisiae är mycket kompakt, till skillnad från andra eukaryoter, eftersom 72% representeras av gener. Inom denna grupp har cirka 708 identifierats som deltagande i ämnesomsättningen och utför cirka 1035 reaktioner.

morfologi

S. cerevisiae är en liten encellell organism som är nära besläktad med cellerna hos djur och växter. Cellmembranet separerar de cellulära komponenterna från den yttre miljön, medan kärnmembranet skyddar det ärftliga materialet.

Som i andra eukaryotiska organismer, är involverad i kraftgenerering mitokondriemembranet, medan det endoplasmatiska nätverket (ER) och Golgiapparaten är inblandade i syntesen av lipider och proteinmodifiering.

Vakuolen och peroxisomerna innehåller metaboliska vägar relaterade till matsmältningsfunktionerna. Under tiden fungerar ett komplext ställningsnät som cellulärt stöd och möjliggör cellrörelse, och utför således funktionerna hos cytoskelett.

Actin och myosinfilamenten i cytoskeleten arbetar genom användningen av energi och tillåter polarbeställning av celler under celldelning.

Celldelning leder till den asymmetriska uppdelningen av cellerna, vilket resulterar i en större stamcell än dottercellen. Detta är mycket vanligt i jäst och är en process som definieras som spirande.

S. cerevisiae har en cellvägg av kitin, vilket ger jäst cellformen som karakteriserar den. Denna vägg förhindrar osmotisk skada eftersom den utövar turgortryck, vilket ger dessa mikroorganismer viss visshet under skadliga miljöförhållanden. Cellväggen och membranet är anslutna av det periplasmatiska utrymmet.

Livscykel

Livscykeln för S. cerevisiae liknar den hos de flesta somatiska celler. Det kan finnas haploida och diploida celler. Cellstorleken hos haploid- och diploida celler varierar beroende på tillväxtfasen och stammen i stammen.

Under exponentiell tillväxt reproducerar kulturen av haploida celler snabbare än den hos diploida celler. De haploida cellerna har knoppar som förefaller intill de föregående, medan de i de diploida cellerna uppträder i motsatta poler.

Den vegetativa tillväxten uppträder genom spirande, där dotterns cell börjar som ett utbrott av modercellen, följt av kärnvåning, bildandet av cellväggen och slutligen cellskillnaden.

Varje stamcell kan bilda ca 20-30 knoppar, så dess ålder kan bestämmas av antalet ärr i cellväggen.

De diploida cellerna som växer utan kväve och utan kolkälla genomgår en process av meios, som producerar fyra sporer (ascas). Dessa sporer har hög motstånd och kan gro i en rik medium.

Sporerna kan vara parning grupp a, a eller båda, vilket är analogt med kön i högre organismer. Båda cellgrupperna producerar feromonliknande substanser som hämmar celldelningen av den andra cellen.

När dessa två cellulära grupper finns, bildar var och en en form av utskjutning som vid sammanfogning uppstår, så småningom en intercellulär kontakt som producerar slutligen diploid cell.

tillämpningar

Pastry och bröd

S. cerevisiae är den jäst som används mest av människor. En av de viktigaste användningsområdena har varit i bakning och brödtillverkning, eftersom vetedeggen mjukas och expanderas under jäsningsprocessen..

Kosttillskott

Å andra sidan har denna jäst använts som ett näringstillskott, eftersom cirka 50% av dess torrvikt består av proteiner, den är också rik på vitamin B, niacin och folsyra.

Dryckesproduktion

Denna jäst är involverad i produktion av olika drycker. Brewing industry använder den i stor utsträckning. Genom jäsningen av sockerarterna som utgör kornkorn kan öl produceras, en populär drink över hela världen.

På samma sätt kan S. cerevisiae jästa sockerarterna i druvorna och producera upp till 18% etanol per volym vin.

bioteknik

Dessutom från bioteknologiskt, S. cerevisiae, har varit en studie modell och användning eftersom det är lätt att odla en organism, snabbväxande och vars genom har sekvens.

Användningen av denna jäst i bioteknikindustrin går från produktionen av insulin till produktionen av antikroppar och andra proteiner som används av medicin.

För närvarande har läkemedelsindustrin använt denna mikroorganism vid framställning av olika vitaminer, varför bioteknikfabriker har förskjutit petrokemiska fabriker vid framställning av kemiska föreningar..

referenser

  1. Harwell, L.H., (1974). Saccharomyces cerevisiae cellcykel. Bakteriologiska recensioner, 38 (2), sid. 164-198.
  2. Karithia, H., Vilaprinyo, E., Sorribas, A., Alves, R., (2011). PLoS ONE, 6 (2): e16015. doi.org.
  3. Kovačević, M., (2015). Morfologiska och fysiologiska egenskaper hos jästen Saccharomyces cerevisiae skiljer sig åt under livslängden. Magisteruppsats i biokemi. Fakulteten för bioteknik, 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 möjliggör nya succinsyracellfabrik. 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 morfologiska databasen. Nucleic Acids Res, 32, sid. 319-322. DOI: 10,1093 / nar / gkh113
  6. Shneiter, R., (2004). Genetik, molekylär och cellbiologi av jäst. Universitetet i Fribourg Suisse, s. 5-18.