- Biologiska egenskaper
- Morfologi
- Livscykel
- tillämpningar
- Bakverk och bröd
- Kosttillskott
- Tillverkning av drycker
- Bioteknik
- referenser
Den Saccharomyces cerevisiae eller bryggeri s jäst är en encellig svamp som hör till provinsen Ascomycota, den Hemiascomicete klass och Saccharomicetales ordning. Det kännetecknas av dess breda spridning av livsmiljöer, såsom blad, blommor, jord och vatten. Namnet betyder ölsocker svamp, 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 1900-talet som forskarna uppmärksammade på det, vilket gjorde det till en modell för studie.
Saccharomyces cerevisiae på agarplattan. Av Rainis Venta, från Wikimedia Commons
Denna mikroorganism har använts i många branscher; För närvarande är det en svamp som ofta används inom bioteknik för produktion av insulin, antikroppar, albumin, bland andra ämnen av intresse för mänskligheten.
Som en studiemodell har denna jäst gjort det möjligt att belysa de molekylära mekanismerna som uppstår under cellcykeln i eukaryota celler.
Biologiska egenskaper
Saccharomyces cerevisiae är en eukaryot encellig mikrobe, kulaformad, gulaktiggrön. Det är kemoorganotrofiskt, eftersom det kräver organiska föreningar som energikälla och inte kräver solljus för att växa. Denna jäst kan använda olika sockerarter, varvid glukos är den föredragna kolkällan.
S. cerevisiae är en fakultativ anaerob, eftersom den kan växa under syrefattiga förhållanden. Under detta miljöskick omvandlas glukos till olika mellanprodukter såsom etanol, CO2 och glycerol.
Den senare är känd som alkoholhaltig jäsning. Under denna process är jästens tillväxt inte effektiv, men det är det medium som används i stor utsträckning av industrin för att jäsna de socker som finns i olika korn såsom vete, korn och majs.
Genet av S. cerevisiae har fullständigt sekvenserats, var den första eukaryota organismen som uppnåtts. Genomet är organiserat i en haploid uppsättning av 16 kromosomer. Cirka 5 800 gener är avsedda för proteinsyntes.
Genet till S. cerevisiae är mycket kompakt, till skillnad från andra eukaryoter, eftersom 72% representeras av gener. Inom denna grupp har ungefär 708 identifierats som deltagande i ämnesomsättningen och genomfört cirka 1035 reaktioner.
Morfologi
S. cerevisiae är en liten encellig organisme som är nära besläktad med cellerna från djur och växter. Cellmembranet separerar cellkomponenterna från den yttre miljön, medan kärnmembranet skyddar det ärftliga materialet.
Liksom i andra eukaryota organismer är mitokondriell membran involverat i energiproduktion, medan endoplasmatisk retikulum (ER) och Golgi-apparaten är involverad i lipidsyntes och proteinmodifiering.
Vakuolen och peroxisomerna innehåller metaboliska vägar relaterade till matsmältningsfunktioner. Samtidigt fungerar ett komplext ställningsnätverk som cellstöd och möjliggör cellrörelse, och därmed utför cytoskelettens funktioner.
Aktin- och myosinfilamenten i cytoskelettet fungerar genom att utnyttja energi och tillåta polär ordning av celler under celldelning.
Celldelning leder till asymmetrisk uppdelning av celler, 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 kitincellvägg, vilket ger jäst dess karakteristiska cellform. Denna vägg undviker osmotiska skador eftersom den utövar turgortryck, vilket ger dessa mikroorganismer en viss plasticitet under skadliga miljöförhållanden. Cellväggen och membranet är förbundna med det periplasmiska utrymmet.
Livscykel
Saccharomyces cerevisiae sexuell cykel. Källa: Wikimedia Commons
Livscykeln för S. cerevisiae liknar den för de flesta somatiska celler. Det kan finnas haploida och diploida celler. Cellstorleken för haploida och diploida celler varierar beroende på tillväxtfas och från stam till stam.
Under exponentiell tillväxt reproducerar haploid cellkultur snabbare än diploid cellkultur. Haploidceller har knoppar som visas intill de tidigare, medan diploida celler förekommer vid motsatta poler.
Vegetativ tillväxt sker genom spirande, där dottercellen börjar som en knopp från modercellen, följt av kärnkraftsdelning, cellväggsbildning och slutligen cellseparation.
Varje stamcell kan bilda cirka 20-30 knoppar, så dess ålder kan bestämmas av antalet ärr på cellväggen.
Diploidceller som växer utan kväve och utan en kolkälla genomgår en process med meios, vilket ger fyra sporer (askor). Dessa sporer har hög resistens och kan gro i ett rikt medium.
Sporerna kan vara av a, a eller båda parningsgrupperna, vilket är analogt med kön i högre organismer. Båda cellgrupperna producerar feromonliknande substanser som hämmar celldelningen i den andra cellen.
När dessa två cellgrupper möts bildar var och en ett slags utsprång som, när de sammanfogas, så småningom leder till intercellulär kontakt, vilket till slut producerar en diploid cell.
tillämpningar
Bakverk och bröd
S. cerevisiae är den jäst som mest används av människor. En av de viktigaste användningarna har varit bakning och brödtillverkning, eftersom veteigen mjukas och expanderas under jäsningsprocessen.
Kosttillskott
Å andra sidan har denna jäst använts som 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. Bryggeriindustrin använder den mycket. Genom att fermentera socker som utgör kornkorn kan öl, en världs populär dryck, produceras.
På liknande sätt kan S. cerevisiae jäsa sockerarter som finns i druvor och producera upp till 18 volymprocent etanol.
Bioteknik
Å andra sidan, från 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 från bioteknikindustrin sträcker sig från produktion av insulin till produktion av antikroppar och andra proteiner som används av medicinen.
För närvarande har läkemedelsindustrin använt denna mikroorganism i produktionen av olika vitaminer, varför biotekniska fabriker har förskjutit petrokemiska fabriker i produktionen av kemiska föreningar.
referenser
- Harwell, LH, (1974). Saccharomyces cerevisiae cellcykel. Bakteriologiska recensioner, 38 (2), sid. 164-198.
- Karithia, H., Vilaprinyo, E., Sorribas, A., Alves, R., (2011). PLoS ONE, 6 (2): e16015. doi.org.
- Kovačević, M., (2015). Morfologiska och fysiologiska egenskaper hos jäst Saccharomyces cerevisiae-celler som skiljer sig åt i livslängden. Examensarbete i biokemi. Fakulteten för farmaci och biokemi, University of Zagreb. Zagreb-Kroatien.
- Otero, JM, Cimini, D., Patil, KR, Poulsen, SG, Olsson, L., Nielsen, J. (2013). Industrial Systems Biology of Saccharomyces cerevisiae Aktiverar nya fabriker för bärnstenssyra. 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 databas. Nucleic Acids Res, 32, pp. 319-322. DOI: 10.1093 / nar / gkh113
- Shneiter, R., (2004). Jästgenetik, molekylär och cellbiologi. Université de Fribourg Suisse, pp. 5-18.