АУТОЛИЗА: УЗРОЦИ, ФАЗЕ И ПОСЛЕДИЦЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Аутолизе је процес којим ћелије ензимски сварени деловањем својих ензима. То буквално значи да се у ћелији покрећу механизми који воде до његове лизе (смрти).

Овај процес "саморазградње" примећен је током нормалног раста и развоја бактерија и гљивица. Међутим, многи научни текстови утврђују да је типично за "умируће" ћелије или "рањене" или "повређене" ћелије.

Репрезентативни дијаграм ћелијске структуре квасца (Извор: Франкие Робертсон користећи Инксцапе, сопствени рад. Виа Викимедиа Цоммонс)

Аутолиза се такође јавља у животињским и биљним ткивима, али неки аутори тај процес описују као небактеријско „само-распадање“ које се дешава након ћелијске смрти.

Салковски је овај процес 1890. године описао као ензиматски процес само пробаве, али управо је 1900. године Јацоби сковао термин аутолиза. Данас је познато да ензими који су задужени за тај процес нису "нуспроизводи" лизе, већ су исти ензими који учествују у ћелијским процесима.

С обзиром на свој значај за индустрију, најцрњиви прегледан је аутолитички поступак који се одвија у квасцима, посебно онима који се користе током ферментације алкохолних пића (вина и пива) и у пекари.

Аутолитички деривати квасца најчешће се користе у формулацији медијума за културу, јер представљају добар извор аминокиселина и других хранљивих материја.

Узроци аутолизе

Аутолиза се може јавити као одговор на бројне факторе. У једноћелијским организмима (микроорганизми) ова појава реагује на многа окружења као што су температура, пХ, концентрација кисеоника, састав медијума, количина хранљивих материја, присуство токсичних супстанци, итд.

На пример, током ферментације вина или пива, аутолиза квасаца настаје као одговор на смањење хранљивих састојака ферментационе течности, као и на значајно повећање концентрације етанола, који је један од производа ваш метаболизам

Код људи је показано да аутолитички процеси могу бити покренути дуготрајним хируршким интервенцијама или медицинским процедурама, посебно током ендоскопских дисекција субмукозе.

Поред тога, код многих животиња аутолиза се јавља на местима где постоје ране или повреде и испуњава функцију уклањања оштећеног ткива током зарастања.

У неким биљним ткивима аутолиза функционише у расту и развоју, као и у транспорту воде и гасова кроз ксилемске канале, што се дешава захваљујући деградацији протопласта (мембрана + цитосол) трахеида; тада се јавља као одговор на подражаје типичне за развој биљке.

С друге стране, неке врсте влакнастих гљивица могу бити подвргнуте аутолизи својих ћелија као одговор на неке антибиотике или отровне супстанце примењене на околно окружење.

Фазе

Аутолитички поступак који ће бити описан у даљем тексту је онај који се одвија у квасцима, али може се екстраполирати у било који микроорганизам или било коју групу ћелија у биљном или животињском ткиву.

Ћелијска смрт

Сваки аутолитички процес започиње смрћу ћелије о којој је реч. Почетна појава односи се на промену ћелијских мембранских система, посебно када је реч о еукариотским организмима, што омогућава њиховим пробавним ензимима да дођу у контакт са компонентама које ће бити разграђене.

Ензими који учествују у аутолизном догађају одговорни су за деградацију њихових супстрата у мање фрагменте. На пример, протеазе или пептидазе „сече“ готово било коју врсту протеина, ослобађајући пептиде или аминокиселине.

Са друге стране, нуклеазе разграђују нуклеинске киселине попут ДНК или РНК, фрагментирајући их и ослобађајући нуклеозиде, мононуклеотиде и полинуклеотиде. Постоје и други ензими одговорни за пробаву неких компоненти ћелијског зида, обично глуканаза (у квасцу).

Обично, оно што је последица лизе и варења ћелија познато је као аутлизат који се ослобађа у околно окружење пробијањем ћелијског зида квасца, где се пробава може наставити. Концентрација деградираних ћелијских компоненти обично производи нешто што је познато као екстракт квасца.

Аутолиза кваса се може поделити у два процеса

- деградација ћелијских компоненти „литским“ ензимима, посебно протеиназама и пептидазама (протеолиза, протеолитички ензими).

- деградација ћелијске стијенке, што омогућава праву лизију или руптура ћелије и ослобађање аутолизата.

Квасац има вакуоле у ​​којима се налази највећи део протеолитичких ензима ових ћелија. Када таква ћелија умре, тада ови ензими долазе у контакт са њеним супстратима и разграђују их. У осталим еукариотским животињским ћелијама ови ензими се налазе у лизосомима.

Глуканазе и неке протеиназе учествују у разградњи компонената ћелијског зида квасца, изазивајући отварање или стварање "пора", који поспешују ослобађање продуката разградње унутрашњих литских ензима.

Последице

Главне последице аутолитичких догађаја су очигледне, јер ћелија која самоубија угиње и нестаје, остављајући у процесу различите фракције својих саставних молекула.

Неки аутори сматрају да аутолиза у одређеним органима доводи до унутрашњег „ликвидације“, што последично може изазвати атрофије или морфолошке деформације истих.

За прехрамбену индустрију

Овај процес се такође може догодити у многим намирницама, посебно животињског порекла, што углавном подразумева небактеријско разградњу њихових мишићних ткива и ослобађање велике количине пептида, аминокиселина, фосфатних група, угљених хидрата итд., Што представља еколошка прилика за колонизацију бактерија које се распадају.

Још једна негативна последица аутолитичких процеса је примера производње сира, где аутолиза „стартер“ бактерија, које припадају врсти Лацтоцоццус лацтис, има важне импликације на развој укуса ових млечних деривата.

У неким научним текстовима који се односе на производњу алкохолних пића може се суочити са противречношћу да је за неке ауторе користан поступак, а за друге не, мада то у суштини зависи од врсте пића о коме је реч.

Неки произвођачи вина сматрају да аутолизни процеси омогућавају ослобађање многих корисних унутрашњих састојака квасца, који имају значајан утицај на сензорна својства и биолошку стабилност ове течности.

Екстракти квасца имају вишеструку употребу у производњи месних деривата (кобасица), супа, умака и других сендвича.

Фотографија концентрата екстракта квасца (Извор: СКопп виа Викимедиа Цоммонс)

Будући да смрт милиона квасаца у култури у течном медију представља ослобађање велике количине аминокиселина, шећера, витамина и других микронутријената, лизати се не користе само као "појачивачи" боје и укуса хране. , али се такође користе за формулацију експерименталних медија раста.

Референце

1. Дернби, КГ (1920). Студија о аутолизи животињског ткива. Студије Института за медицинска истраживања Рокфелера, 32, 359.
2. Дхармадхикари, М. (2011). Аутолиза кваса.
3. Есцамез, С., & Туоминен, Х. (2017). Допринос ћелијске аутолизе функцијама ткива током развоја биљке. Тренутно мишљење о биологији биљака, 35, 124-130.
4. Хиун, ЈЈ, Цхун, ХЈ, Кеум, Б., Сео, ИС, Ким, ИС, Јеен, ИТ,… & Цхае, ИС (2012). Аутолиза: веродостојан налаз који сугерише дуго време ЕСД-а. Хируршка лапароскопија Ендоскопија и перкутане технике, 22 (2), е115-е117.
5. Мукундан, МК, Антони, ПД, и Наир, МР (1986). Преглед аутолизе у рибама. Фисхериес Ресеарцх, 4 (3-4), 259-269.
6. Рогерс, АА, Риппон, МГ, Аткин, Л., Оусеи, К., и независни консултант за негу рана, УК Аутолиза: механизми деловања у уклањању девитализираног ткива код рана.
7. Вхите, С., МцИнтире, М., Берри, ДР и МцНеил, Б. (2002). Аутолиза индустријских влакнастих гљивица. Критички прегледи у биотехнологији, 22 (1), 1-14.