Saccharomyces cerevisiaen ominaisuudet, morfologia ja elinkaari



 Saccharomyces cerevisiae tai panimohiiva on eräänlainen yksisoluinen sientä, joka kuuluu Ascomicotan reunaan, Hemiascomiceten luokkaan ja Saccharomicetalesin järjestykseen. Sille on ominaista sen levinneisyys elinympäristöissä, kuten lehdet, kukat, maaperä ja vesi. Sen nimi tarkoittaa olutta sokerin sientä, koska sitä käytetään tämän suositun juoman valmistuksessa.

Tätä hiivaa on käytetty leivonnassa ja panimossa yli vuosisadan ajan, mutta se oli 1900-luvun alussa, kun tutkijat kiinnittivät siihen huomiota, kääntämällä sen tutkimusmalliksi.

Tätä mikro-organismia on käytetty laajasti eri toimialoilla; Tällä hetkellä se on sieni, jota käytetään laajalti bioteknologiassa, insuliinin, vasta-aineiden, albumiinin tuottamiseen muiden ihmiskunnalle kiinnostavien aineiden joukossa.

Tutkimusmallina tämä hiiva on selvittänyt molekyylimekanismeja, jotka esiintyvät solukierron aikana eukaryoottisoluissa.

indeksi

  • 1 Biologiset ominaisuudet
  • 2 Morfologia
  • 3 Elinkaari
  • 4 Käyttö
    • 4.1 Leivonnaiset ja leivät
    • 4.2 Ravintolisä
    • 4.3 Juomien valmistus
    • 4.4 Biotekniikka
  • 5 Viitteet

Biologiset ominaisuudet

Saccharomyces cerevisiae on yksisoluinen eukaryoottinen mikrobi, globulaarinen, kellertävä vihreä. Se on kemoorganotrofinen, koska se vaatii orgaanisia yhdisteitä energialähteenä eikä vaadi auringonvaloa kasvaa. Tämä hiiva kykenee käyttämään erilaisia ​​sokereita, jolloin glukoosi on edullinen hiililähde.

S. cerevisiae on fakultatiivinen anaerobinen, koska se kykenee kasvamaan hapenpuutteen olosuhteissa. Tämän ympäristön tilan aikana glukoosi muunnetaan erilaisiksi välituotteiksi, kuten etanoliksi, CO2: ksi ja glyseroliksi.

Jälkimmäistä kutsutaan alkoholikäymiseksi. Tämän prosessin aikana hiivan kasvu ei ole tehokasta, mutta teollisuus käyttää sitä laajasti eri viljojen, kuten vehnän, ohran ja maissin, sisältämien sokerien fermentoimiseksi.

S. cerevisiaen genomi on sekvensoitu kokonaan, koska se on ensimmäinen eukaryoottinen organismi. Genomi on järjestetty haploidiseksi joukoksi 16 kromosomia. Noin 5800 geeniä on tarkoitettu proteiinisynteesiin.

S. cerevisiaen genomi on hyvin kompakti, toisin kuin muut eukaryootit, koska 72% on edustettuna geeneillä. Tässä ryhmässä noin 708 on tunnistettu osallistuvan metaboliaan ja suorittavat noin 1035 reaktiota.

morfologia

S. cerevisiae on pieni yksisoluinen organismi, joka liittyy läheisesti eläinten ja kasvien soluihin. Solukalvo erottaa solukomponentit ulkoisesta ympäristöstä, kun taas ydinkalvo suojaa perinnöllistä materiaalia.

Kuten muissakin eukaryoottisissa organismeissa, mitokondriaalinen kalvo on mukana energian tuotannossa, kun taas endoplasminen reticulum (ER) ja Golgi-laite ovat mukana lipidien ja proteiinimodifikaation synteesissä..

Vacuole ja peroksisomit sisältävät metabolisia reittejä, jotka liittyvät ruoansulatuskanavan toimintoihin. Samaan aikaan monimutkainen telineiden verkko toimii solujen tukena ja sallii solujen liikkumisen, mikä tekee sytoskeletonin toiminnoista.

Sytoskeletonin aktiini- ja myosiinifilamentit toimivat energian avulla ja sallivat solujen polaarisen järjestyksen solujen jakautumisen aikana.

Solunjako johtaa solujen epäsymmetriseen jakautumiseen, jolloin tuloksena on suurempi kantasolu kuin tyttärisolu. Tämä on hyvin yleistä hiivassa, ja se on prosessi, joka määritellään orastavaksi.

S. cerevisiaella on kitiinin soluseinä, joka antaa hiivalle sen luonteenomaisen solumuodon. Tämä seinä estää osmoottisia vaurioita, koska se aiheuttaa turgoripainetta, joka antaa näille mikro-organismeille tietyn plastisuuden haitallisissa ympäristöolosuhteissa. Soluseinä ja kalvo on liitetty periplasmiseen tilaan.

Elinkaari

S. cerevisiaen elinkaari on samanlainen kuin useimpien somaattisten solujen elinkaari. Voi olla haploidisia ja diploidisia soluja. Haploidi- ja diploidisolujen solukoko vaihtelee kannan kasvu- ja kannan vaiheen mukaan.

Eksponentiaalisen kasvun aikana haploidisolujen viljely toistuu nopeammin kuin diploidisoluilla. Haploidisoluissa on silmut, jotka näkyvät edellisten vieressä, kun taas diploidisoluissa ne näkyvät vastakkaisissa pylväissä.

Kasvullista kasvua tapahtuu orastamalla, jossa tyttärisolu alkaa äidin solun puhkeamisena, jota seuraa ydinjako, soluseinän muodostuminen ja lopuksi solujen erottuminen..

Kukin kantasolu voi muodostaa noin 20-30 silmiä, joten sen ikä voidaan määrittää soluseinässä olevien arpien lukumäärän mukaan.

Diploidisolut, jotka kasvavat ilman typpeä ja ilman hiililähdettä, käyvät läpi meiosisimenetelmän, joka tuottaa neljä itiötä (ascas). Näillä itiöillä on suuri vastus ja ne voivat itää rikkaassa väliaineessa.

Itiöt voivat olla pariutumisryhmä a, a tai molemmat, mikä on analoginen korkeampien organismien sukupuoleen. Molemmat soluryhmät tuottavat feromonimaisia ​​aineita, jotka estävät toisen solun jakautumista soluun.

Kun nämä kaksi soluryhmää löydetään, kukin muodostaa eräänlaisen kohouman, joka yhdistettäessä tapahtuu lopulta solujen välistä kontaktia, joka tuottaa lopulta diploidista solua.

sovellukset

Leivonnaiset ja leipä

S. cerevisiae on ihmisen eniten käyttämä hiiva. Yksi tärkeimmistä käyttötarkoituksista on ollut leivonnassa ja leivän valmistuksessa, koska käymisprosessin aikana vehnän taikina pehmenee ja laajenee.

Ravintolisä

Toisaalta tätä hiivaa on käytetty ravintolisänä, koska noin 50% sen kuivapainosta koostuu proteiineista, se on myös runsaasti B-vitamiinia, niasiinia ja foolihappoa.

Juomien valmistus

Tämä hiiva on mukana eri juomien tuotannossa. Panimoteollisuus käyttää sitä laajasti. Ohran jyviä muodostavien sokerien käymisen avulla voidaan valmistaa olutta, joka on suosittu juoma maailmanlaajuisesti.

Samalla tavalla S. cerevisiae voi käydä rypäleissä esiintyvien sokerien fermentoinnissa ja tuottaa jopa 18% etanolia viiniä kohti..

biotekniikka

Toisaalta S. cerevisiae on bioteknologian näkökulmasta ollut mallia opinnoista ja käytöstä, koska se on organismi, jolla on helppo viljely, nopea kasvu ja jonka genomi on sekvensoitu.

Tämän hiivan käyttö bioteknologiateollisuudessa tapahtuu insuliinin tuotannosta vasta-aineiden ja muiden lääkkeiden tuottamien proteiinien tuotantoon..

Tällä hetkellä lääketeollisuus on käyttänyt tätä mikro-organismia erilaisten vitamiinien tuotannossa, minkä vuoksi biotekniikan tehtaat ovat siirtäneet petrokemian tehtaita kemiallisten yhdisteiden tuotantoon..

viittaukset

  1. Harwell, L.H., (1974). Saccharomyces cerevisiaen solusykli. Bakteriologiset arviot, 38 (2), s. 164-198.
  2. Karithia, H., Vilaprinyo, E., Sorribas, A., Alves, R., (2011). PLoS ONE, 6 (2): e16015. doi.org.
  3. Kovačević, M., (2015). Saccharomyces cerevisiaen hiivan morfologiset ja fysiologiset ominaisuudet vaihtelevat eliniän mukaan. Biokemian maisterin tutkielma. Farmasian ja biokemian tiedekunta, Zagrebin yliopisto. Zagreb-Kroatia.
  4. Otero, J. M., Cimini, D., Patil, K.R., Poulsen, S.G., Olsson, L., Nielsen, J. (2013). Saccharomyces cerevisiaen teollisuusjärjestelmien biologia Mahdollistaa uudet sukusiinihapposolutehdas. 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 cerevisiaen morfologinen tietokanta. Nucleic Acids Res, 32, pp. 319-322. DOI: 10.1093 / nar / gkh113
  6. Shneiter, R., (2004). Hiivan geneettisyys, molekyyli- ja solubiologia. Fribourg Suisse -yliopisto, sivut. 5-18.