AUTOLYSE: ÅRSAKER, FASER OG KONSEKVENSER - BIOLOGI - 2026

Den autolyse er en prosess ved hvilken celler blir enzymatisk spaltet ved innvirkning av sine egne enzymer. Det betyr bokstavelig talt at mekanismene som fører til egen lysis (død) utløses i en celle.

Denne prosessen med "selvnedbrytning" er blitt observert i løpet av det normale løpet av vekst og utvikling av bakterier og sopp. Mange vitenskapelige tekster slår imidlertid fast at det er typisk for "døende" celler eller "sårede" eller "skadde" celler.

Representativt diagram over cellestrukturen til en gjær (Kilde: Frankie Robertson ved hjelp av Inkscape, eget arbeid. Via Wikimedia Commons)

Autolyse forekommer også i dyre- og plantevev, men noen forfattere beskriver denne prosessen som den ikke-bakterielle "selvnedbrytningen" som oppstår etter celledød.

Denne prosessen ble beskrevet av Salkowski i 1890 som en enzymatisk prosess med selvfordøyelse, men det var i 1900 at Jacobi myntet begrepet autolyse. I dag er det kjent at enzymene som er ansvarlige for denne prosessen ikke er "biprodukter" av lys, men er de samme enzymene som deltar i cellulære prosesser.

Gitt sin betydning for industrien, er den mest grundige gjennomgåtte autolytiske prosessen den som foregår i gjær, spesielt de som brukes under gjæringsprosessene for alkoholholdige drikker (vin og øl) og i bakeriet.

Autolytiske derivater av gjær blir ofte brukt i formuleringen av kulturmedier, da de representerer en god kilde til aminosyrer og andre næringsstoffer.

Årsaker til autolyse

Autolyse kan skje som respons på en rekke faktorer. I encellede organismer (mikroorganismer) svarer dette fenomenet til mange miljøforhold som temperatur, pH, oksygenkonsentrasjon, sammensetningen av mediet, mengden næringsstoffer, tilstedeværelsen av giftige stoffer, etc.

Under gjæringen av vin eller øl, for eksempel, skjer autolyse av gjær som svar på reduksjonen i næringsstoffkomponentene i gjæringsvæsken, samt på den betydelige økningen i konsentrasjonen av etanol, som er et av produktene fra stoffskiftet ditt.

Hos mennesker er det vist at autolytiske prosesser kan utløses ved langvarige kirurgiske inngrep eller medisinske prosedyrer, spesielt under endoskopiske submukosale disseksjoner.

I tillegg forekommer autolyse hos mange dyr steder der det er sår eller lacerasjoner og oppfyller funksjonen til å eliminere skadet vev under helbredelse

I noen plantevev fungerer autolyse i vekst og utvikling, samt i transport av vann og gasser gjennom xylemkanalene, som finner sted takket være nedbrytningen av protoplastene (membran + cytosol) av trakeidene; forekommer da som svar på stimuli som er typisk for planteutvikling.

På den annen side kan visse arter av trådformede sopp gjennomgå autolyse av cellene sine som respons på noen antibiotika eller giftige stoffer som brukes i omgivelsene.

faser

Den autolytiske prosessen som vil bli beskrevet nedenfor er den som foregår i gjær, men den kan ekstrapoleres til hvilken som helst mikroorganisme eller en hvilken som helst gruppe celler i en plante- eller dyrevev.

Celledød

Hver autolytisk prosess begynner med døden til den aktuelle cellen. Det første fenomenet har å gjøre med endring av cellulære membran-systemer, spesielt når det gjelder eukaryote organismer, som gjør at fordøyelsesenzymer deres kan komme i kontakt med komponentene som vil bli nedbrutt.

Enzymene som deltar i den autolytiske hendelsen er ansvarlige for å nedbryte underlagene deres i mindre fragmenter. For eksempel "kutter" proteaser eller peptidaser nesten alle typer proteiner, og frigjør peptider eller aminosyrer.

Nukleaser, derimot, nedbryter nukleinsyrer som DNA eller RNA, fragmenterer dem og frigjør nukleosider, mononukleotider og polynukleotider. Det er andre enzymer som er ansvarlige for fordøyelsen av noen komponenter i celleveggen, vanligvis glucanaser (i gjær).

Vanligvis er det som resultat av cellelysering og fordøyelse kjent som autolysat, som frigjøres til omgivelsene gjennom pauser i gjærcelleveggen, der fordøyelsen kan fortsette. Konsentrasjonen av de degraderte cellulære komponentene produserer vanligvis noe som kalles gjærekstrakt.

Gjærautolyse kan deles i to prosesser

- Nedbrytningen av cellulære komponenter med "lytiske" enzymer, spesielt proteinaser og peptidaser (proteolyse, proteolytiske enzymer).

- Nedbrytningen av celleveggen, som tillater ekte cellelysering eller sprekker og frigjøring av autolysatet.

Gjær har vakuoler som huser de fleste proteolytiske enzymer i disse cellene. Når en slik celle dør, kommer disse enzymene i kontakt med dens underlag og ødelegger dem. I andre eukaryote dyreceller er disse enzymene inneholdt i lysosomer.

Glukanaser og noen proteinaser deltar i nedbrytningen av komponentene i gjærcelleveggen, noe som forårsaker åpning eller dannelse av "porer", som fremmer frigjøring av nedbrytningsproduktene til indre lytiske enzymer.

konsekvenser

Hovedkonsekvensene av autolytiske hendelser er åpenbare, siden en celle som selv dreper, dør og forsvinner, og etterlater forskjellige brøkdeler av dens bestående molekyler i prosessen.

Noen forfattere vurderer at autolyse i visse organer fører til intern "flytning" som følgelig kan forårsake atrofier eller morfologiske deformasjoner av det samme.

For matindustrien

Denne prosessen kan også forekomme i mange matvarer, spesielt av animalsk opprinnelse, noe som generelt innebærer ikke-bakteriell nedbrytning av muskelvevet og frigjøring av en stor mengde peptider, aminosyrer, fosfatgrupper, karbohydrater, etc., som representerer en økologisk mulighet for kolonisering av nedbrytende bakterier.

En annen negativ konsekvens av autolytiske prosesser er eksemplifisert i osteproduksjon, der autolyse av "start" -bakterier, som tilhører Lactococcus lactis-artene, har viktige implikasjoner for utviklingen av smaken til disse melkederivatene.

I noen vitenskapelige tekster relatert til produksjon av alkoholholdige drikker, kan motsetningen bli møtt med at det for noen forfattere er en gunstig prosess, og for andre ikke, selv om dette i hovedsak avhenger av den aktuelle drikketypen.

Noen vinprodusenter vurderer at autolytiske prosesser tillater frigjøring av mange fordelaktige indre komponenter av gjær, som har en betydelig innflytelse på sensoriske egenskaper og biologiske stabilitet av denne væsken.

Gjærekstrakter har flere bruksområder i produksjon av kjøttderivater (pølser), supper, sauser og andre smørbrød.

Fotografi av gjærekstraktkonsentrat (Kilde: SKopp via Wikimedia Commons)

Siden døden av millioner av gjær i en kultur i flytende medium representerer frigjøring av en stor mengde aminosyrer, sukker, vitaminer og andre mikronæringsstoffer, blir lysater ikke bare brukt som "forsterkere" av fargen og smaken på maten , men brukes også til formulering av eksperimentelle vekstmedier.

referanser

1. Dernby, KG (1920). En studie om autolyse av dyrevev. Studier fra Rockefeller Institute for Medical Research, 32, 359.
2. Dharmadhikari, M. (2011). Gjær autolyse.
3. Escamez, S., & Tuominen, H. (2017). Bidrag til cellulær autolyse til vevsfunksjoner under planteutvikling. Nåværende mening i plantebiologi, 35, 124-130.
4. Hyun, JJ, Chun, HJ, Keum, B., Seo, YS, Kim, YS, Jeen, YT,… & Chae, YS (2012). Autolyse: et sannsynlig funn som tyder på lang ESD-prosedyretid. Kirurgisk laparoskopi endoskopi og perkutan teknikk, 22 (2), e115-e117.
5. Mukundan, MK, Antony, PD, & Nair, MR (1986). En gjennomgang om autolyse hos fisk. Fiskeriforskning, 4 (3-4), 259-269.
6. Rogers, AA, Rippon, MG, Atkin, L., Ousey, K., & Independent Wound Care Consultant, Storbritannia Autolyse: virkningsmekanismer for fjerning av spritvev i sår.
7. White, S., McIntyre, M., Berry, DR, & McNeil, B. (2002). Autolyse av industrielle filamentøse sopp. Kritiske anmeldelser i bioteknologi, 22 (1), 1-14.