САЦЦХАРОМИЦЕС ЦЕРЕВИСИАЕ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, МОРФОЛОГИЈА, ЖИВОТНИ ЦИКЛУС - БИОЛОГИЈА - 2025

Тхе Саццхаромицес церевисиае или пивски "с квасац је једноћелијски гљивице припада Пхилум Асцомицота, на Хемиасцомицете класе и Саццхаромицеталес реда. Карактерише га широка распрострањеност станишта као што су лишће, цвеће, земља и вода. Његово име значи гљива са шећерним пивом, јер се користи током производње овог популарног пића.

Овај квас кориштен је више од једног века у печењу и варењу, али научници су му почетком 20. века обратили пажњу, чинећи га моделом за проучавање.

Саццхаромицес церевисиае на плочи са агарима. Аутор: Раинис Вента, са Викимедиа Цоммонс

Овај микроорганизам се широко користи у различитим индустријама; Тренутно је гљива која се широко користи у биотехнологији, за производњу инсулина, антитела, албумина, између осталих супстанци које су од интереса за човечанство.

Као модел проучавања, овај квас омогућио је расветљавање молекулских механизама који се јављају током ћелијског циклуса у еукариотским ћелијама.

Биолошке карактеристике

Саццхаромицес церевисиае је еукариотски једноцелични микроб, глобуларног облика, жућкастозелене боје. Он је хемоорганотрофан, јер му је потребна органска једињења као извор енергије и не захтева сунчеву светлост да би расла. Овај квас је способан да користи различите шећере, а глукоза је пожељни извор угљеника.

С. церевисиае је факултативни анаеробни облик, јер може да расте у условима са недостатком кисеоника. Током овог стања животне средине, глукоза се претвара у различите интермедијаре као што су етанол, ЦО2 и глицерол.

Потоњи је познат као алкохолна ферментација. Током овог процеса, раст квасца није ефикасан, међутим, медиј који широко користи у индустрији за ферментацију шећера присутних у различитим житарицама као што су пшеница, јечам и кукуруз.

Геном С. церевисиае је потпуно секвенциран, што је први еукариотски организам који је постигнут. Геном је организован у хаплоидни скуп од 16 хромозома. Отприлике 5.800 гена намењено је за синтезу протеина.

Геном С. церевисиае је врло компактан, за разлику од других еукариота, јер је 72% заступљено генима. Унутар ове групе идентификовано је око 708 који учествују у метаболизму и проводе око 1035 реакција.

Морфологија

С. церевисиае је мали једноћелијски организам који је уско повезан са ћелијама животиња и биљака. Ћелијска мембрана одваја ћелијске компоненте од спољашњег окружења, док нуклеарна мембрана штити наследни материјал.

Као и код других еукариотских организама, митохондријална мембрана је укључена у стварање енергије, док су ендоплазматски ретикулум (ЕР) и Голгијев апарат укључени у синтезу липида и модификацију протеина.

Вакуоле и пероксисоми садрже метаболичке путеве повезане са пробавним функцијама. У међувремену, сложена мрежа скела делује као подршка ћелији и омогућава кретање ћелија, извршавајући тако функције цитоскелета.

Актински и миозински филаменти цитоскелета делују коришћењем енергије и омогућавају поларни редослед ћелија током ћелијске деобе.

Подјела ћелија доводи до асиметричне поделе ћелија, што резултира већом матичном ћелијом од матичне ћелије. То је врло често у квасцима и процес је који је дефинисан као пупољка.

С. церевисиае има ћелијску стијенку химина, што квасцу даје карактеристичан ћелијски облик. Овај зид избегава осмотска оштећења, јер врши притисак на тургор, пружајући овим микроорганизмима одређену пластичност у штетним условима животне средине. Ћелијска стијенка и мембрана су повезани периплазматским простором.

Животни циклус

Саццхаромицес церевисиае сексуални циклус. Извор: Викимедиа Цоммонс

Животни циклус С. церевисиае је сличан оном већине соматских ћелија. Могу постојати хаплоидне и диплоидне ћелије. Величина ћелија хаплоидних и диплоидних ћелија варира у зависности од фазе раста и од соја до соја.

Током експоненцијалног раста, хаплоидна ћелијска култура размножава се брже од диплоидне ћелијске културе. Хаплоидне ћелије имају пупољке који изгледају поред претходних, док се диплоидне ћелије појављују на супротним половима.

Вегетативни раст настаје пупољењем, у којем ћелијска ћелија почиње као пупољак из матичне ћелије, након чега следи нуклеарна подела, формирање ћелијске стијенке и, на крају, одвајање ћелија.

Свака матична ћелија може формирати око 20-30 пупова, тако да се њена старост може одредити бројем ожиљака на ћелијској стијенци.

Диплоидне ћелије које расту без азота и без извора угљеника пролазе процес мејозе, производећи четири споре (асцас). Ове споре имају велику отпорност и могу клијати у богатом медијуму.

Споре могу бити из а, α или обе групе за парење, што је аналогно полу код виших организама. Обе ћелијске групе производе феромонске супстанце које инхибирају деобу ћелије друге ћелије.

Кад се ове две ћелијске групе састану, свака формира својеврсну избочину која, када се споји, на крају доведе до међућелијског контакта, на крају стварајући диплоидну ћелију.

Апликације

Пецива и хлеб

С. церевисиае је квасац који људи најчешће користе. Једна од главних употреба била је у печењу и прављењу хлеба јер се током процеса ферментације пшенично тесто омекшава и шири.

Прехрамбени додатак

С друге стране, овај квас кориштен је као додатак прехрани, јер око 50% његове суве тежине чине протеини, богат је и витамином Б, ниацином и фолном киселином.

Производња пића

Овај квас укључен је у производњу различитих пића. Индустрија пивара га користи много. Ферментирањем шећера од јечменог зрна може се добити пиво, светски популарно пиће.

Слично томе, С. церевисиае може ферментирати шећере присутне у грожђу, стварајући до 18 вол.% Етанола вина.

Биотехнологија

Са друге стране, са биотехнолошког становишта, С. церевисиае је био модел проучавања и коришћења, јер је то организам који се лако узгаја, брзо расте и чији је геном секвенциониран.

Употреба овог квасца у биотехнолошкој индустрији креће се од производње инсулина до производње антитела и других протеина које медицина користи.

Тренутно фармацеутска индустрија користи овај микроорганизам у производњи различитих витамина, због чега биотехнолошке фабрике су измештале петрохемијске фабрике у производњи хемијских једињења.

Референце

1. Харвелл, ЛХ, (1974). Саццхаромицес церевисиае ћелијски циклус. Бактериолошки прегледи, 38 (2), стр. 164-198.
2. Каритхиа, Х., Вилапринио, Е., Соррибас, А., Алвес, Р., (2011). ПЛОШЕ ЈЕДАН, 6 (2): е16015. дои.орг.
3. Ковачевић, М., (2015). Морфолошке и физиолошке карактеристике ћелија квасца Саццхаромицес церевисиае које се разликују у животном веку. Магистарски рад из биохемије. Фармацеутско-биокемијски факултет Свеучилишта у Загребу. Загреб-Хрватска.
4. Отеро, ЈМ, Цимини, Д., Патил, КР, Поулсен, СГ, Олссон, Л., Ниелсен, Ј. (2013). Индустријски системи Биологија Саццхаромицес церевисиае омогућава фабрику нових ћелија сукцинарних киселина. ПЛОШЕ ЈЕДАН, 8 (1), е54144. хттп://дои.орг/10.1371/јоурнал.поне.0054144
5. Саито, Т., Охтани, М., Саваи, Х., Сано, Ф., Сака, А., Ватанабе, Д., Иукава, М., Охиа, И., Морисхита, С., (2004). Морфолошка база података Саццхаромицес церевисиае. Нуцлеиц Ацидс Рес, 32, стр. 319-322. ДОИ: 10.1093 / нар / гкх113
6. Схнеитер, Р., (2004). Генетика, молекуларна и ћелијска биологија квасца. Университе де Фрибоург Суиссе, пп. 5-18.