الخواص خصائص cerevisiae ، التشكل ودورة الحياة

ال الخبايا أو خميرة البيرة هي نوع من الفطريات أحادية الخلية التي تنتمي إلى حافة أسكوميكوتا ، إلى فئة هيمياسكوميكيتي وترتيب السكارميكاليتيس. يتميز بتوزيعه الواسع للموائل ، مثل الأوراق والزهور والتربة والمياه. اسمها يعني فطريات سكر البيرة ، لأنه يستخدم أثناء إنتاج هذه المشروبات الشعبية.

لقد تم استخدام هذه الخميرة لأكثر من قرن في صناعة الخبز والتخمير ، ولكن كان ذلك في بداية القرن العشرين عندما اهتم العلماء بتحويله إلى نموذج للدراسة..

هذه الكائنات الحية الدقيقة قد استخدمت على نطاق واسع في الصناعات المختلفة. حاليا هي الفطريات المستخدمة على نطاق واسع في التكنولوجيا الحيوية ، لإنتاج الأنسولين والأجسام المضادة ، الزلال ، من بين المواد الأخرى التي تهم البشرية.

كنموذج للدراسة ، أوضحت هذه الخميرة الآليات الجزيئية التي تحدث أثناء دورة الخلية في الخلايا حقيقية النواة.

مؤشر

• 1 الخصائص البيولوجية
• 2 التشكل
• 3 دورة حياة
• 4 الاستخدامات
  • 4.1 المعجنات والخبز
  • 4.2 المكملات الغذائية
  • 4.3 صناعة المشروبات
  • 4.4 التكنولوجيا الحيوية
• 5 المراجع

الخصائص البيولوجية

السيكراوميسيس سيرفيسيا هو ميكروب حقيقى النواة أحادي الخلية ، كروي ، أخضر مصفر. إنها مادة كيميائية عضوية ، لأنها تتطلب مركبات عضوية كمصدر للطاقة ولا تتطلب نمو أشعة الشمس. هذه الخميرة قادرة على استخدام السكريات المختلفة ، حيث أن الجلوكوز هو مصدر الكربون المفضل.

S. cerevisiae هو اللاهوائية الاختيارية ، لأنه قادر على النمو تحت ظروف نقص الأكسجين. خلال هذه الحالة البيئية ، يتم تحويل الجلوكوز إلى مواد وسيطة مختلفة مثل الإيثانول ، وثاني أكسيد الكربون والجلسرين.

هذا الأخير هو المعروف باسم التخمير الكحولية. خلال هذه العملية ، فإن نمو الخميرة غير فعال ، ومع ذلك ، فهو وسيلة تستخدم على نطاق واسع من قبل الصناعة لتخمير السكريات الموجودة في الحبوب المختلفة مثل القمح والشعير والذرة.

تم إجراء تسلسل كامل لجينوم S. cerevisiae ، وهو أول كائن حقيقي النواة يتم تحقيقه. يتم تنظيم الجينوم في مجموعة فردية مكونة من 16 كروموسومات. حوالي 5800 جينة مخصصة لتخليق البروتين.

جينوم S. cerevisiae مضغوط للغاية ، على عكس حقيقيات النوى الأخرى ، حيث يمثل 72 ٪ من الجينات. ضمن هذه المجموعة ، تم تحديد ما يقرب من 708 كمشاركة في عملية التمثيل الغذائي ، وتنفيذ حوالي 1035 من ردود الفعل.

مورفولوجيا

S. cerevisiae هو كائن صغير وحيد الخلية يرتبط ارتباطًا وثيقًا بخلايا الحيوانات والنباتات. يفصل غشاء الخلية المكونات الخلوية عن البيئة الخارجية ، بينما يحمي الغشاء النووي المادة الوراثية.

كما هو الحال في الكائنات الحية حقيقية النواة ، يشارك الغشاء الميتوكوندريا في توليد الطاقة ، بينما تشارك الشبكة الإندوبلازمية (ER) وجهاز جولجي في تخليق الدهون وتعديل البروتين..

تحتوي الفجوة والبيروكسيسومات على مسارات أيضية مرتبطة بوظائف الجهاز الهضمي. وفي الوقت نفسه ، تعمل شبكة السقالات المعقدة كدعم خلوي وتسمح بحركة الخلية ، وبالتالي تؤدي وظائف الهيكل الخلوي.

تعمل خيوط الأكتين والميوسين في الهيكل الخلوي من خلال استخدام الطاقة والسماح للترتيب القطبي للخلايا أثناء انقسام الخلايا.

يؤدي الانقسام الخلوي إلى الانقسام غير المتماثل للخلايا ، مما ينتج عنه خلية جذعية أكبر من الخلية الابنة. هذا شائع جدًا في الخميرة وهي عملية تُعرف باسم مهدها.

S. cerevisiae لديه جدار خلية من الكيتين ، وإعطاء الخميرة شكل الخلية التي تميزها. يمنع هذا الجدار الأضرار التناضحية لأنه يمارس ضغط الزناد ، ويزود هذه الكائنات الدقيقة ببعض اللدونة في ظل ظروف بيئية ضارة. يرتبط جدار الخلية والغشاء بمساحة محيطية.

دورة الحياة

دورة حياة S. cerevisiae تشبه دورة معظم الخلايا الجسدية. قد تكون هناك خلايا مفردة الصبغية وخلايا ثنائية الصبغية. يختلف حجم خلية الخلايا الصبغية والخلايا ثنائية الصبغية باختلاف مرحلة النمو والتوتر في الإجهاد.

أثناء النمو الأسي ، تتكاثر ثقافة الخلايا الأحادية الصبغة بشكل أسرع من خلايا الخلايا ثنائية التفرع. تحتوي الخلايا الفردية على براعم تظهر بجوار الخلايا السابقة ، بينما تظهر في الخلايا ثنائية الصبغة في أقطاب متقابلة.

يحدث النمو الخضري من خلال مهدها ، حيث تبدأ الخلية الابنة كنشوب للخلية الأم ، يتبعها الانقسام النووي ، وتشكيل جدار الخلية ، وأخيرا فصل الخلية.

يمكن أن تشكل كل خلية جذعية حوالي 20-30 براعم ، لذلك يمكن تحديد عمرها بعدد الندوب الموجودة في جدار الخلية.

إن الخلايا ثنائية الصبغة التي تنمو بدون نتروجين وبدون مصدر كربون تخضع لعملية الانقسام الاختزالي ، وتنتج أربعة جراثيم (ascas). هذه الجراثيم لديها مقاومة عالية ويمكن أن تنبت في وسط غني.

قد تكون جراثيم التزاوج مجموعة أ ، ألفا أو كليهما ، وهذا يشبه الجنس في الكائنات الحية العليا. كلتا المجموعتين الخلويتين تنتجان مواد تشبه الفيرومون والتي تمنع انقسام الخلايا في الخلية الأخرى.

عندما يتم العثور على هاتين المجموعتين الخلوية ، تشكل كل واحدة نوعًا من النبضة التي تحدث عند التوحيد ، في نهاية المطاف ، اتصال بين الخلايا ينتج في النهاية خلية ثنائية الصبغة.

تطبيقات

المعجنات والخبز

S. cerevisiae هي الخميرة الأكثر استخداما من قبل البشر. كان أحد الاستخدامات الرئيسية في صناعة الخبز والخبز ، لأنه أثناء عملية التخمير ، يتم تخفيف عجين القمح وتوسيعه.

المكملات الغذائية

من ناحية أخرى ، تم استخدام هذه الخميرة كمكمل غذائي ، لأن حوالي 50٪ من وزنه الجاف يتكون من البروتينات ، كما أنه غني بفيتامين ب ، النياسين وحمض الفوليك.

صناعة المشروبات

وتشارك هذه الخميرة في إنتاج المشروبات المختلفة. صناعة تخمير يستخدمه على نطاق واسع. من خلال تخمير السكريات التي تشكل حبوب الشعير ، يمكن إنتاج البيرة ، وهي مشروب شائع في جميع أنحاء العالم.

بنفس الطريقة ، يمكن لـ S. cerevisiae تخمير السكريات الموجودة في العنب ، وإنتاج ما يصل إلى 18 ٪ من الإيثانول لكل حجم من النبيذ.

التكنولوجيا الحيوية

من ناحية أخرى ، كان S. cerevisiae ، من وجهة نظر التكنولوجيا الحيوية ، نموذجًا للدراسة والاستخدام ، لأنه كائن سهل الاستزراع ونمو سريع وتسلسل الجينوم.

ينتقل استخدام هذه الخميرة بواسطة صناعة التكنولوجيا الحيوية ، من إنتاج الأنسولين إلى إنتاج الأجسام المضادة وغيرها من البروتينات التي يستخدمها الدواء.

حاليا ، استخدمت صناعة المستحضرات الصيدلانية هذه الكائنات الحية الدقيقة في إنتاج الفيتامينات المختلفة ، وهذا هو السبب في أن مصانع التكنولوجيا الحيوية قد أزاحت مصانع البتروكيماويات في إنتاج المركبات الكيميائية..

مراجع

1. هارويل ، إل. إتش. ، (1974). الخلاصة دورة الخلية. مراجعات البكتريولوجية ، 38 (2) ، ص. 164-198.
2. Karithia، H.، Vilaprinyo، E.، Sorribas، A.، Alves، R.، (2011). PLosS ONE ، 6 (2): e16015. doi.org.
3. كوفاسيفيتش ، م. ، (2015). الخصائص المورفولوجية والفسيولوجية لخميرة الخميرة تختلف في العمر الافتراضي. رسالة ماجستير في الكيمياء الحيوية. كلية الصيدلة والكيمياء الحيوية ، جامعة زغرب. زغرب، كرواتيا.
4. Otero، J. M.، Cimini، D.، Patil، K.R.، Poulsen، S.G، Olsson، L.، Nielsen، J. (2013). بيولوجيا النظم الصناعية تمكن خميرة السكاريسيا من مصنع خلايا الحمض السوسيني الجديد. PLoS ONE ، 8 (1) ، e54144. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0054144
5. سايتو ، ت. ، أهتاني ، م. ، ساواي ، هـ. ، سانو ، ف. ، ساكا ، أ. ، واتانابي ، د. ، يوكاوا ، م. ، أوهيا ، ي. ، موريشيتا ، س. ، (2004). Saccharomyces cerevisiae قاعدة بيانات المورفولوجية. Nucleic Acids Res، 32، pp. 319-322. DOI: 10.1093 / nar / gkh113
6. شنايتر ، ر ، (2004). علم الوراثة ، البيولوجيا الجزيئية والخلوية للخميرة. جامعة فريبورغ سويس ، ص. 5-18.