encyklopedia.run.place

Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae – jednokomórkowy drożdżowy mikroorganizm z rodzaju Saccharomyces, należący do rodziny Saccharomycetaceae. Jest powszechnie znany jako drożdże piekarskie i drożdże piwowarskie. Ze względu na swój prosty organizm, liczne cechy genetyczne oraz łatwość manipulacji genetycznej, pełni rolę jednego z najważniejszych modelowych organizmów w biologii molekularnej, genetyce i biotechnologii.

Klasyfikacja taksonomiczna

Budowa i morfologia

Komórki S. cerevisiae mają kształt kulisty‑owalny, średnicy 5–10 µm. Charakteryzują się grubą ścianą komórkową zbudowaną głównie z β‑glukanów i chityny. W warunkach sprzyjających rozmnażanie odbywa się głównie poprzez pączkowanie, ale w niekorzystnych warunkach drobnoustroju wywołuje proces fermentacji lub tworzy przetrwalniki w postaci letniej.

Cykl życiowy

Cykl życiowy S. cerevisiae obejmuje dwa tryby wzrostu:

  1. Wzrost haploidalny – komórki dwupłciowe (MATa i MATα) mogą rozmnażać się przez sporulację i tworzenie wyspór.
  2. Wzrost diploidalny – po połączeniu komórek haploidalnych powstaje diploidalny mikoryt, który może w warunkach stresowych przechodzić mejozę, tworząc nowe haploidy.

Zastosowanie

Przemysł spożywczy

Dzięki zdolności do szybkiego przekształcania cukrów w etanol i dwutlenek węgla, S. cerevisiae jest nieodzowny w produkcji:

  • pieczywa (fermentacja ciasta)
  • piwa (fermentacja brzeczki)
  • wina (fermentacja moszczu)
  • probiotyki – niektóre szczepy stosowane w suplementach diety

Biotechnologia i przemysł farmaceutyczny

Organizm ten wykorzystywany jest do wytwarzania wielu cennych produktów, m.in.:

Model badawczy

Od lat 70. S. cerevisiae służy jako model organizm w badaniach podstawowych i stosowanych. Dzięki łatwej manipulacji genetycznej, dużej liczbie dostępnych mutacji oraz w pełni zsekwencjonowanemu genomowi (≈12 Mb, 6 000 genów) umożliwia badanie procesów takich jak:

  • szlaki metaboliczne (glikoliza, cykl Krebsa)
  • naprawa DNA i kontrola cyklu komórkowego
  • starzenie się komórek i procesy apoptotyczne
  • interakcje białko‑białko i sieci regulacyjne

Genom i narzędzia badawcze

Kompletny genom S. cerevisiae został opublikowany w 1996 r., co zapoczątkowało erę genomiki u eukariotów. Dzięki projektom takim jak Yeast Genome Project oraz dostępności bibliotek mutacyjnych, badacze mogą:

Znaczenie ekologiczne

W naturze S. cerevisiae występuje na powierzchniach owoców, kwiatów i w środowiskach bogatych w cukry, przyczyniając się do naturalnej fermentacji. Jego zdolność do przystosowania się do różnych warunków środowiskowych czyni go przykładem sukcesu ewolucyjnego w królestwie grzybów.

Historia odkrycia

Pierwsze obserwacje drożdży jako żywych organizmów przypisuje się Antoniemu van Leeuwenhoekowi w drugiej połowie XVII wieku. Natomiast nazwę Saccharomyces cerevisiae wprowadził Johann Neuburger w 1836 r., odwołując się do słodkiego smaku („saccharo‑” – cukier) i fermentacji („‑myces” – grzyb).

Bezpieczeństwo i zdrowie

Drożdże S. cerevisiae są uznawane za GRAS (Generally Recognized As Safe) i szeroko stosowane w żywności. Niektóre osoby mogą jednak wykazywać nadwrażliwość lub nietolerancję, zwłaszcza w przypadku drożdży piekarskich używanych w dużych ilościach.

Bibliografia

  1. Botstein, D., & Fink, G.R. (1997). Yeast genetics: a manual of methods for the molecular and cell biology. Cold Spring Harbor Laboratory Press.
  2. Goffeau, A. et al. (1996). “The Saccharomyces cerevisiae genome.” Science, 277(5330), 788‑793.
  3. Brown, G. (2011). Yeast in Biotechnology: Current and Future Applications. Springer.