Saccharomyces cerevisiae egenskaper, morfologi, livscykel

4600
Philip Kelley

De Saccharomyces cerevisiae eller bryggerjäst är en art av encellig svamp som tillhör Ascomycotic phylum, till Hemiascomicete-klassen och till Saccharomycetales-ordningen. Det kännetecknas av sin breda fördelning av livsmiljöer, såsom löv, blommor, jord och vatten. Dess namn betyder ölsockersvamp, eftersom den används under produktionen av denna populära dryck..

Denna jäst har använts i mer än ett sekel vid bakning och bryggning, men det var i början av 1900-talet som forskare uppmärksammade den och gjorde den till en modell för studier..

Saccharomyces cerevisiae på agarplatta. Av Rainis Venta [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], från Wikimedia Commons

Denna mikroorganism har använts i stor utsträckning i olika industrier; Det är för närvarande en svamp som ofta används inom bioteknik för produktion av insulin, antikroppar, albumin, bland andra ämnen som är intressanta för mänskligheten..

Som en studiemodell har denna jäst gjort det möjligt att klargöra de molekylära mekanismer som förekommer under cellcykeln i eukaryota celler..

Artikelindex

  • 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 eukaryot encellig mikrob, klotformad, gulgrön. Det är kemoorganotroft, eftersom det kräver organiska föreningar som energikälla och inte behöver solljus för att växa. Denna jäst kan använda olika sockerarter, med glukos som den föredragna kolkällan.

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

Den senare är känd som alkoholhaltig jäsning. Under denna process är jästtillväxten inte effektiv, det är emellertid det medium som i stor utsträckning används av industrin för att jäsa sockerarterna i olika korn såsom vete, korn och majs..

Genomet av S. cerevisiae har sekvenserats fullständigt och är den första eukaryota organismen som uppnås. Genomet är organiserat i en haplooiduppsättning med 16 kromosomer. Cirka 5800 gener är avsedda för proteinsyntes.

S. cerevisiae-genomet 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 genomfört cirka 1035 reaktioner..

Morfologi

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

Som i andra eukaryota organismer är mitokondriellt membran involverat i energiproduktion, medan det endoplasmatiska retikulumet (ER) och Golgi-apparaten är involverade i lipidsyntes och proteinmodifiering..

Vakuolen och peroxisomerna innehåller metaboliska vägar relaterade till matsmältningsfunktionerna. Under tiden fungerar ett komplext byggnadsnätverk som cellstöd och möjliggör cellrörelse och utför därmed funktionerna i cytoskelettet..

Aktin- och myosinfilamenten i cytoskelettet arbetar genom användning av energi och möjliggör den polära ordningen av celler under celldelning..

Celldelning leder till asymmetrisk celldelning, 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 kitin cellvägg, vilket ger jäst sin karakteristiska cellform. Denna vägg förhindrar osmotisk skada eftersom den utövar turgortryck, vilket ger dessa mikroorganismer en viss plasticitet under skadliga miljöförhållanden. Cellvägg och membran är förbundna med periplasmiskt utrymme.

Livscykel

Saccharomyces cerevisiae sexuell cykel. Källa: Wikimedia Commons

Livscykeln för S. cerevisiae liknar den för de flesta somatiska celler. Både haploida och diploida celler kan finnas. Cellstorleken hos haploida och diploida celler varierar beroende på tillväxtfasen och från stam till stam..

Under exponentiell tillväxt reproduceras haploida cellodlingar snabbare än diploid cellodling. Haploida celler har knoppar som visas intill de tidigare, medan diploida celler visas i motsatta poler.

Vegetativ tillväxt inträffar genom spirande, där dottercellen börjar som en knopp från modercellen, följt av kärndelning, cellväggsbildning och slutligen cellseparation..

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

Diploida celler som växer utan kväve och utan kolkälla genomgår en meiosprocess och producerar fyra sporer (ascas). Dessa sporer har hög motståndskraft och kan gro i ett rikt medium.

Sporerna kan vara av en parande grupp, α eller båda, eftersom detta är analogt med kön i högre organismer. Båda cellgrupperna producerar feromonliknande ämnen som hämmar celldelningen i den andra cellen..

När dessa två cellgrupper möts bildar var och en ett slags utsprång som vid sammanfogning så småningom leder till intercellulär kontakt och slutligen producerar diploida celler.

Applikationer

Bakverk och bröd

S. cerevisiae är den jäst som används mest av människor. En av de viktigaste användningarna har varit i bakning och brödtillverkning, eftersom vetedegen mjuknar och expanderar under jäsningsprocessen..

Kosttillskott

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

Tillverkning av drycker

Denna jäst är involverad i produktionen av olika drycker. Bryggeribranschen använder den i stor utsträckning. Genom att jäsa sockerarterna som utgör kornkornen kan öl, en världs populär dryck, produceras.

På samma sätt kan S. cerevisiae jäsa sockerarterna i druvor och producera upp till 18 volymprocent etanol vin..

Bioteknik

Å andra sidan, ur bioteknologisk synvinkel, har S. cerevisiae varit en modell för studier och användning, eftersom det är en organism som är lätt att växa, snabbt växer och vars genom har sekvenserats..

Användningen av denna jäst inom bioteknikindustrin sträcker sig från produktion av insulin till produktion av antikroppar och andra proteiner som används av medicin..

För närvarande har läkemedelsindustrin använt denna mikroorganism i produktionen av olika vitaminer, varför bioteknikfabriker har förskjutit petrokemiska fabriker i produktionen 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 celler skiljer sig åt i livslängden. Examensarbete i biokemi. Fakulteten för farmaci och biokemi, University of Zagreb. 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 en ny bärnstenssyrafilfabrik. 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 morfologisk databas. Nucleic Acids Res, 32, pp. 319-322. DOI: 10.1093 / nar / gkh113
  6. Shneiter, R., (2004). Genetik, molekylär och cellbiologi av jäst. Université de Fribourg Suisse, pp. 5-18.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.