ลักษณะเฉพาะของ Saccharomyces cerevisiae สัณฐานวิทยาและวงจรชีวิต

 Saccharomyces cerevisiae หรือต้มเบียร์ของยีสต์เป็นเชื้อราชนิดเดียวที่อยู่ในขอบของ Ascomicota, ไปยังชั้น Hemiascomicete และคำสั่ง Saccharomicetales มันเป็นลักษณะการกระจายตัวกว้างของแหล่งที่อยู่อาศัยเช่นใบไม้ดอกไม้ดินและน้ำ ชื่อของมันหมายถึงราน้ำตาลเบียร์เพราะมันถูกใช้ในระหว่างการผลิตเครื่องดื่มยอดนิยมนี้.

ยีสต์นี้ถูกใช้มานานกว่าศตวรรษในการทำขนมและต้ม แต่มันเป็นจุดเริ่มต้นของศตวรรษที่ 20 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจและเปลี่ยนเป็นรูปแบบการศึกษา.

จุลินทรีย์นี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ; ปัจจุบันมันเป็นเชื้อราที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีชีวภาพสำหรับการผลิตอินซูลิน, แอนติบอดี, อัลบูมินในหมู่สารอื่น ๆ ที่น่าสนใจต่อมนุษยชาติ.

ในรูปแบบการศึกษายีสต์นี้ได้อธิบายกลไกโมเลกุลที่เกิดขึ้นระหว่างวัฏจักรของเซลล์ในเซลล์ยูคาริโอต.

ดัชนี

• 1 ลักษณะทางชีวภาพ
• 2 สัณฐานวิทยา
• 3 วงจรชีวิต
• 4 ใช้
  • 4.1 ขนมอบและขนมปัง
  • 4.2 ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร
  • 4.3 การผลิตเครื่องดื่ม
  • 4.4 เทคโนโลยีชีวภาพ
• 5 อ้างอิง

ลักษณะทางชีววิทยา

Saccharomyces cerevisiae เป็นจุลินทรีย์ยูคาริโอตเดี่ยวเซลล์กลมสีเขียวแกมเหลือง มันเป็น chemoorganotrophic เนื่องจากมันต้องการสารประกอบอินทรีย์เป็นแหล่งพลังงานและไม่ต้องการแสงแดดเพื่อการเจริญเติบโต ยีสต์นี้สามารถใช้น้ำตาลชนิดต่าง ๆ โดยมีกลูโคสเป็นแหล่งคาร์บอนที่ต้องการ.

S. cerevisiae เป็นแบบไม่ใช้ออกซิเจนแบบไม่ใช้ออกซิเจนเนื่องจากมีความสามารถในการเจริญเติบโตภายใต้สภาวะขาดออกซิเจน ในสภาพแวดล้อมนี้กลูโคสจะถูกเปลี่ยนเป็นตัวกลางต่าง ๆ เช่นเอทานอล CO2 และกลีเซอรอล.

หลังเรียกว่าการหมักแอลกอฮอล์ ในระหว่างกระบวนการนี้การเจริญเติบโตของยีสต์ไม่ได้มีประสิทธิภาพ แต่เป็นสื่อที่ใช้กันอย่างแพร่หลายโดยอุตสาหกรรมในการหมักน้ำตาลที่มีอยู่ในธัญพืชต่าง ๆ เช่นข้าวสาลีข้าวบาร์เลย์และข้าวโพด.

จีโนมของ S. cerevisiae ได้รับการจัดลำดับอย่างสมบูรณ์เป็นสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตแรกที่จะประสบความสำเร็จ จีโนมนี้จัดเป็นชุดเดี่ยวของโครโมโซม 16 ชุด ยีนประมาณ 5800 ตัวนั้นมีไว้สำหรับการสังเคราะห์โปรตีน.

จีโนมของ S. cerevisiae มีขนาดเล็กมากซึ่งแตกต่างจากยูคาริโอตอื่น ๆ เนื่องจาก 72% เป็นตัวแทนของยีน ภายในกลุ่มนี้มีประมาณ 708 คนที่ถูกระบุว่ามีส่วนร่วมในการเผาผลาญอาหารดำเนินการประมาณ 1,035 ปฏิกิริยา.

ลักษณะทางสัณฐานวิทยา

S. cerevisiae เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวขนาดเล็กที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับเซลล์ของสัตว์และพืช เยื่อหุ้มเซลล์จะแยกส่วนประกอบของเซลล์ออกจากสภาพแวดล้อมภายนอกในขณะที่เมมเบรนนิวเคลียร์ปกป้องวัสดุทางพันธุกรรม.

เช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตอื่น ๆ เยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียเกี่ยวข้องกับการสร้างพลังงานในขณะที่เอนโดพลาสมิก reticulum (ER) และอุปกรณ์ Golgi เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ไขมันและการดัดแปลงโปรตีน.

vacuole และ peroxisomes มีเส้นทางการเผาผลาญที่เกี่ยวข้องกับฟังก์ชั่นการย่อยอาหาร ในขณะเดียวกันเครือข่ายนั่งร้านที่ซับซ้อนทำหน้าที่สนับสนุนเซลล์และช่วยให้การเคลื่อนที่ของเซลล์ดำเนินการตามหน้าที่ของโครงร่างโครงกระดูก.

เส้นใยแอคตินและไมโอซินของโครงร่างโครงกระดูกทำงานผ่านการใช้พลังงานและอนุญาตให้มีการเรียงลำดับขั้วของเซลล์ในระหว่างการแบ่งเซลล์.

การแบ่งเซลล์นำไปสู่การแบ่งแบบไม่สมมาตรของเซลล์ส่งผลให้เซลล์ต้นกำเนิดมีขนาดใหญ่กว่าเซลล์ลูกสาว นี่เป็นเรื่องธรรมดามากในยีสต์และเป็นกระบวนการที่ถูกกำหนดให้เป็นรุ่น.

S. cerevisiae มีผนังเซลล์ของไคตินให้ยีสต์รูปแบบเซลล์ที่เป็นลักษณะของมัน ผนังนี้ป้องกันความเสียหายของออสโมติกเนื่องจากมีแรงดัน turgor ทำให้จุลินทรีย์เหล่านี้มีสภาพเป็นพลาสติกบางอย่างภายใต้สภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย ผนังเซลล์และเมมเบรนเชื่อมต่อกันด้วยพื้นที่ periplasmic.

วงจรชีวิต

วงจรชีวิตของ S. cerevisiae นั้นคล้ายคลึงกับเซลล์ร่างกายส่วนใหญ่ อาจมีเซลล์เดี่ยวและเซลล์ซ้ำซ้อน ขนาดของเซลล์ของ haploid และ diploid แตกต่างกันไปตามเฟสของการเจริญเติบโตและความเครียดในสายพันธุ์.

ในระหว่างการเจริญเติบโตแบบเอ็กซ์โปเนนเชียลการเพาะเลี้ยงเซลล์เดี่ยวจะเร็วกว่าเซลล์จิบซ้ำ เซลล์ haploid มีตาที่ปรากฏติดกับเซลล์ก่อนหน้าในขณะที่เซลล์ซ้ำที่ปรากฏในขั้วตรงข้าม.

การเจริญเติบโตของพืชเกิดขึ้นโดยการแตกหน่อซึ่งเซลล์ลูกสาวเริ่มต้นเมื่อเกิดการระบาดของเซลล์แม่ตามด้วยส่วนนิวเคลียร์การก่อตัวของผนังเซลล์และในที่สุดก็แยกเซลล์.

แต่ละเซลล์ต้นกำเนิดสามารถสร้างประมาณ 20-30 ตาดังนั้นอายุสามารถกำหนดโดยจำนวนของรอยแผลเป็นในผนังเซลล์.

เซลล์ซ้ำที่เติบโตโดยไม่มีไนโตรเจนและไม่มีแหล่งคาร์บอนผ่านกระบวนการของไมโอซิสทำให้เกิดสปอร์สี่ตัว (ascas) สปอร์เหล่านี้มีความต้านทานสูงและสามารถงอกในสื่อสมบูรณ์.

สปอร์อาจเป็นผสมพันธุ์กลุ่ม a, αหรือทั้งสองอย่างนี้คล้ายคลึงกับเพศในสิ่งมีชีวิตที่สูงกว่า กลุ่มเซลล์ทั้งสองผลิตสารคล้ายฟีโรโมนที่ยับยั้งการแบ่งเซลล์ของเซลล์อื่น.

เมื่อพบกลุ่มเซลทั้งสองกลุ่มแต่ละอันจะก่อตัวเป็นโหนกกันเมื่อเกิดการรวมตัวกันในที่สุดการติดต่อระหว่างเซลล์ที่ผลิตเซลล์ในที่สุด.

การใช้งาน

ขนมและขนมปัง

S. cerevisiae เป็นยีสต์ที่มนุษย์ใช้มากที่สุด การใช้งานหลักอย่างหนึ่งในการทำขนมปังและทำขนมปังเนื่องจากในระหว่างกระบวนการหมักแป้งสาลีจะนิ่มและขยายตัว.

อาหารเสริม

ในทางตรงกันข้ามยีสต์นี้ถูกใช้เป็นอาหารเสริมเพราะประมาณ 50% ของน้ำหนักแห้งประกอบด้วยโปรตีนมันยังอุดมไปด้วยวิตามินบีไนอาซินและกรดโฟลิก.

การผลิตเครื่องดื่ม

ยีสต์นี้มีส่วนเกี่ยวข้องในการผลิตเครื่องดื่มที่แตกต่างกัน อุตสาหกรรมการผลิตเบียร์ใช้กันอย่างแพร่หลาย ผ่านการหมักน้ำตาลที่ทำจากธัญพืชข้าวบาร์เลย์เบียร์สามารถผลิตได้ซึ่งเป็นเครื่องดื่มยอดนิยมทั่วโลก.

ในทำนองเดียวกัน S. cerevisiae สามารถหมักน้ำตาลที่มีอยู่ในองุ่นผลิตเอทานอลได้สูงถึง 18% ต่อปริมาณไวน์.

เทคโนโลยีชีวภาพ

ในทางตรงกันข้ามจากมุมมองของเทคโนโลยีชีวภาพ S. cerevisiae เป็นตัวอย่างของการศึกษาและการใช้เพราะมันเป็นสิ่งมีชีวิตของการเพาะปลูกง่ายการเติบโตอย่างรวดเร็วและมีลำดับจีโนม.

การใช้ยีสต์นี้ในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีชีวภาพเริ่มจากการผลิตอินซูลินไปจนถึงการผลิตแอนติบอดีและโปรตีนอื่น ๆ ที่ใช้ในการแพทย์.

ปัจจุบันอุตสาหกรรมยาได้ใช้จุลินทรีย์นี้ในการผลิตวิตามินต่างๆซึ่งเป็นเหตุผลที่โรงงานเทคโนโลยีชีวภาพได้ย้ายโรงงานปิโตรเคมีในการผลิตสารประกอบทางเคมี.

การอ้างอิง

1. Harwell, L.H. , (1974) Saccharomyces cerevisiae วัฏจักรของเซลล์ รีวิวแบคทีเรีย, 38 (2), pp. 164-198.
2. Karithia, H. , Vilaprinyo, E. , Sorribas, A. , Alves, R. , (2011) PLOS ONE, 6 (2): e16015 doi.org.
3. Kovačević, M. , (2015) ลักษณะทางสัณฐานวิทยาและสรีรวิทยาของยีสต์ Saccharomyces cerevisiae ที่แตกต่างกันในช่วงชีวิต วิทยานิพนธ์ปริญญาโทสาขาชีวเคมี คณะเภสัชศาสตร์และชีวเคมีมหาวิทยาลัยซาเกร็บ ซาเกร็บโครเอเชีย.
4. Otero, J. M. , Cimini, D. , Patil, K.R. , Poulsen, S.G. , Olsson, L. , Nielsen, J. (2013) ชีววิทยาระบบอุตสาหกรรมของ Saccharomyces cerevisiae ช่วยให้โรงงานเซลล์กรดซัคซินิกนวนิยาย. 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 cerevisiae ฐานข้อมูลทางสัณฐานวิทยา กรดนิวคลีอิก Res, 32, pp. 319-322 DOI: 10.1093 / nar / gkh113
6. Shneiter, R. , (2004) พันธุศาสตร์โมเลกุลและชีววิทยาของเซลล์ยีสต์ มหาวิทยาลัยฟรีบูร์กสวิส, pp. 5-18.