- Biologiske egenskaper
- morfologi
- Livssyklus
- applikasjoner
- Kaker og brød
- Ernæringstilskudd
- Produksjon av drikkevarer
- bioteknologi
- referanser
Den Saccharomyces cerevisiae eller brygger 's gjær er i en encellet sopp som hører til rekken sekksporesopper, den Hemiascomicete klasse og den Saccharomicetales orden. Det er preget av dens brede fordeling av leveområder, som blader, blomster, jord og vann. Navnet betyr øl sukker sopp, fordi det brukes under produksjonen av denne populære drikken.
Denne gjæren har blitt brukt i mer enn et århundre i baking og brygging, men det var på begynnelsen av 1900-tallet at forskere ga oppmerksomhet til den, noe som gjorde den til en modell for studie.
Saccharomyces cerevisiae på agarplate. Av Rainis Venta, fra Wikimedia Commons
Denne mikroorganismen har blitt mye brukt i forskjellige bransjer; Det er for tiden en sopp som er mye brukt i bioteknologi, for produksjon av insulin, antistoffer, albumin, blant andre stoffer av interesse for menneskeheten.
Som en studiemodell har denne gjæren gjort det mulig å belyse de molekylære mekanismene som oppstår under cellesyklusen i eukaryote celler.
Biologiske egenskaper
Saccharomyces cerevisiae er en eukaryotisk encellet mikrobe, kuleformet, gulaktig grønn. Det er kjemoorganotrofisk, siden det krever organiske forbindelser som energikilde og ikke krever sollys for å vokse. Denne gjæren er i stand til å bruke forskjellige sukkerarter, hvor glukose er den foretrukne karbonkilde.
S. cerevisiae er en fakultativ anaerob, siden den er i stand til å vokse under oksygenmangel forhold. Under denne miljøtilstanden omdannes glukose til forskjellige mellomprodukter som etanol, CO2 og glyserol.
Det siste er kjent som alkoholholdig gjæring. I løpet av denne prosessen er veksten av gjæren ikke effektiv, men det er mediet som er mye brukt av industrien for å gjære sukker som er til stede i forskjellige korn som hvete, bygg og mais.
Genet til S. cerevisiae er blitt fullstendig sekvensert, og er den første eukaryotiske organismen som er oppnådd. Genomet er organisert i et haploid sett med 16 kromosomer. Omtrent 5 800 gener er bestemt til proteinsyntese.
Genet til S. cerevisiae er veldig kompakt, i motsetning til andre eukaryoter, da 72% er representert av gener. I denne gruppen er omtrent 708 identifisert som deltakende i metabolisme, og utførte omtrent 1035 reaksjoner.
morfologi
S. cerevisiae er en liten encellell organisme som er nært beslektet med cellene til dyr og planter. Cellemembranen skiller de cellulære komponentene fra det ytre miljø, mens kjernemembranen beskytter det arvelige materialet.
Som i andre eukaryote organismer er mitokondriell membran involvert i energiproduksjon, mens endoplasmatisk retikulum (ER) og Golgi-apparatet er involvert i lipidsyntese og proteinmodifisering.
Vakuolen og peroksisomene inneholder metabolske veier relatert til fordøyelsesfunksjonene. I mellomtiden fungerer et sammensatt stillasnettverk som celleunderstøttelse og tillater cellebevegelse, og utfører dermed cytoskelettets funksjoner.
Aktin- og myosinfilamentene i cytoskjelettet fungerer ved å utnytte energi og tillate polær rekkefølge av celler under celledeling.
Celledeling fører til asymmetrisk deling av celler, noe som resulterer i en større stamcelle enn dattercellen. Dette er veldig vanlig i gjær og er en prosess som er definert som spirende.
S. cerevisiae har en kitincellevegg, noe som gir gjær sin karakteristiske celleform. Denne veggen unngår osmotiske skader siden den utøver turgortrykk, og gir disse mikroorganismene en viss plastisitet under skadelige miljøforhold. Celleveggen og membranen er forbundet med det periplasmatiske rommet.
Livssyklus
Saccharomyces cerevisiae seksuell syklus. Kilde: Wikimedia Commons
Livssyklusen til S. cerevisiae er lik den for de fleste somatiske celler. Det kan være haploide og diploide celler. Cellestørrelsen til haploide og diploide celler varierer i henhold til vekstfasen og fra belastning til belastning.
Under eksponentiell vekst reproduserer haploid cellekultur raskere enn diploid cellekultur. Haploide celler har knopper som vises ved siden av de forrige, mens diploide celler vises på motsatte poler.
Vegetativ vekst skjer ved spiring, hvor dattercellen begynner som en knopp fra morcellen, etterfulgt av kjernefordeling, celleveggdannelse og til slutt celleseparasjon.
Hver stamcelle kan danne omtrent 20-30 knopper, så dens alder kan bestemmes av antall arr på celleveggen.
Diploide celler som vokser uten nitrogen og uten en karbonkilde, gjennomgår en prosess med meiose, og produserer fire sporer (ascas). Disse sporer har høy motstand og kan spire i et rikt medium.
Sporene kan være av a, α eller begge parringsgruppene, dette er analogt med sex i høyere organismer. Begge cellegruppene produserer feromonlignende stoffer som hemmer celledelingen i den andre cellen.
Når disse to cellegruppene møtes, danner hver enkelt en slags fremspring som, når de blir sammen, til slutt fører til intercellulær kontakt, til slutt produserer en diploid celle.
applikasjoner
Kaker og brød
S. cerevisiae er gjæren som brukes mest av mennesker. En av hovedbrukene har vært innen bakervarer og brødfremstilling, siden hvetedeigen mykner og utvides under gjæringsprosessen.
Ernæringstilskudd
På den annen side har denne gjæren blitt brukt som et kosttilskudd, fordi omtrent 50% av dens tørre vekt består av proteiner, den er også rik på vitamin B, niacin og folsyre.
Produksjon av drikkevarer
Denne gjæren er involvert i produksjonen av forskjellige drikkevarer. Bryggebransjen bruker den mye. Ved å gjære sukker som utgjør byggkornene, kan øl, en verdens populær drink, produseres.
Tilsvarende kan S. cerevisiae gjære sukker som er til stede i druer, og produsere opptil 18 volum% etanol.
bioteknologi
På den annen side, fra bioteknologisk synspunkt, har S. cerevisiae vært en modell for studie og bruk, fordi det er en organisme som er lett å dyrke, raskt vokse og hvis genom er blitt sekvensert.
Bruken av denne gjæren fra bioteknologibransjen spenner fra produksjon av insulin til produksjon av antistoffer og andre proteiner som brukes av medisin.
For øyeblikket har legemiddelindustrien brukt denne mikroorganismen i produksjonen av forskjellige vitaminer, og det er grunnen til at bioteknologifabrikker har fortrengt petrokjemiske fabrikker i produksjonen av kjemiske forbindelser.
referanser
- Harwell, LH, (1974). Saccharomyces cerevisiae cellesyklus. Bakteriologiske anmeldelser, 38 (2), pp. 164-198.
- Karithia, H., Vilaprinyo, E., Sorribas, A., Alves, R., (2011). PLoS ONE, 6 (2): e16015. doi.org.
- Kovačević, M., (2015). Morfologiske og fysiologiske egenskaper hos gjæren Saccharomyces cerevisiae-celler som er forskjellige i levetid. Masteroppgave i biokjemi. Fakultet for farmasi og biokjemi, University of Zagreb. Zagreb-Kroatia.
- Otero, JM, Cimini, D., Patil, KR, Poulsen, SG, Olsson, L., Nielsen, J. (2013). Industrial Systems Biology of Saccharomyces cerevisiae Gjør det mulig for nye succinic acid Cell Factory. PLoS ONE, 8 (1), e54144. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0054144
- Saito, T., Ohtani, M., Sawai, H., Sano, F., Saka, A., Watanabe, D., Yukawa, M., Ohya, Y., Morishita, S., (2004). Saccharomyces cerevisiae morfologisk database. Nucleic Acids Res, 32, pp. 319-322. DOI: 10.1093 / nar / gkh113
- Shneiter, R., (2004). Genetikk, molekylær og cellebiologi av gjær. Université de Fribourg Suisse, s. 5-18.