Saccharomyces cerevisiae: características, morfologia, ciclo de vida - Ciência - 2023

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oSaccharomyces cerevisiae ou levedura de cerveja é uma espécie de fungo unicelular pertencente ao filo Ascomicótico, à classe Hemiascomicete e à ordem Saccharomycetales. É caracterizada por sua ampla distribuição de habitats, como folhas, flores, solo e água. Seu nome significa cogumelo de açúcar de cerveja, pois é usado durante a produção desta bebida popular.

Esta levedura tem sido usada por mais de um século na panificação e fabricação de cerveja, mas foi no início do século 20 que os cientistas deram atenção a ela, tornando-a um modelo para estudo.

Este microrganismo tem sido amplamente utilizado em diferentes indústrias; Atualmente é um fungo amplamente utilizado em biotecnologia, para produção de insulina, anticorpos, albumina, entre outras substâncias de interesse da humanidade.

Como modelo de estudo, essa levedura tem permitido elucidar os mecanismos moleculares que ocorrem durante o ciclo celular em células eucarióticas.

Características biológicas

Saccharomyces cerevisiae é um micróbio unicelular eucariótico, de forma globular, verde amarelado. É quimioorganotrófico, pois requer compostos orgânicos como fonte de energia e não requer luz solar para crescer. Esta levedura é capaz de usar diferentes açúcares, sendo a glicose a fonte de carbono preferida.

S. cerevisiae é anaeróbio facultativo, pois é capaz de crescer em condições de deficiência de oxigênio. Durante essa condição ambiental, a glicose é convertida em diferentes intermediários, como etanol, CO2 e glicerol.

Esta última é conhecida como fermentação alcoólica. Durante esse processo, o crescimento da levedura não é eficiente, porém, é o meio amplamente utilizado pela indústria para fermentar os açúcares presentes em diferentes grãos como trigo, cevada e milho.

O genoma de S. cerevisiae foi completamente sequenciado, sendo o primeiro organismo eucariótico a ser alcançado. O genoma é organizado em um conjunto haplóide de 16 cromossomos. Aproximadamente 5.800 genes são destinados à síntese de proteínas.

O genoma de S. cerevisiae é muito compacto, ao contrário de outros eucariotos, pois 72% é representado por genes. Dentro deste grupo, cerca de 708 foram identificados como participantes do metabolismo, realizando cerca de 1035 reações.

Morfologia

S. cerevisiae é um pequeno organismo unicelular intimamente relacionado às células de animais e plantas. A membrana celular separa os componentes celulares do ambiente externo, enquanto a membrana nuclear protege o material hereditário.

Como em outros organismos eucarióticos, a membrana mitocondrial está envolvida na geração de energia, enquanto o retículo endoplasmático (RE) e o aparelho de Golgi estão envolvidos na síntese de lipídios e modificação de proteínas.

O vacúolo e os peroxissomos contêm vias metabólicas relacionadas às funções digestivas. Enquanto isso, uma complexa rede de andaimes atua como suporte celular e permite a movimentação celular, desempenhando assim as funções do citoesqueleto.

Os filamentos de actina e miosina do citoesqueleto funcionam utilizando energia e permitem a ordenação polar das células durante a divisão celular.

A divisão celular leva à divisão assimétrica das células, resultando em uma célula-tronco maior do que a célula filha. Isso é muito comum em leveduras e é um processo definido como brotamento.

S. cerevisiae tem uma parede celular de quitina, dando à levedura sua forma celular característica. Essa parede evita o dano osmótico, pois exerce pressão de turgor, conferindo a esses microrganismos uma certa plasticidade em condições ambientais prejudiciais. A parede celular e a membrana são conectadas pelo espaço periplasmático.

Ciclo de vida

O ciclo de vida de S. cerevisiae é semelhante ao da maioria das células somáticas. Pode haver células haplóides e diplóides. O tamanho das células haplóides e diplóides varia de acordo com a fase de crescimento e de cepa para cepa.

Durante o crescimento exponencial, a cultura de células haplóides se reproduz mais rapidamente do que a cultura de células diplóides. As células haplóides têm botões que aparecem adjacentes aos anteriores, enquanto as células diplóides aparecem em pólos opostos.

O crescimento vegetativo ocorre por brotamento, no qual a célula filha começa como um broto da célula-mãe, seguido pela divisão nuclear, formação da parede celular e, finalmente, separação celular.

Cada célula-tronco pode formar cerca de 20-30 botões, então sua idade pode ser determinada pelo número de cicatrizes na parede celular.

As células diplóides que crescem sem nitrogênio e sem uma fonte de carbono passam por um processo de meiose, produzindo quatro esporos (ascas). Esses esporos têm alta resistência e podem germinar em um meio rico.

Os esporos podem ser de a, α ou de ambos os grupos de acasalamento, sendo análogo ao sexo em organismos superiores. Ambos os grupos de células produzem substâncias semelhantes a feromônios que inibem a divisão celular da outra célula.

Quando esses dois grupos de células se encontram, cada um forma uma espécie de protuberância que, quando unida, acaba levando ao contato intercelular, produzindo, por fim, uma célula diplóide.

Formulários

Doces e Pão

S. cerevisiae é a levedura mais utilizada pelo homem. Um dos principais usos tem sido na panificação e panificação, já que durante o processo de fermentação a massa de trigo amolece e se expande.

Suplemento alimentar

Por outro lado, esta levedura tem sido utilizada como suplemento alimentar, pois cerca de 50% do seu peso seco é constituído por proteínas, também é rica em vitamina B, niacina e ácido fólico.

Fabricação de bebidas

Esta levedura está envolvida na produção de diferentes bebidas. É amplamente utilizado pela indústria cervejeira. Fermentando os açúcares que constituem os grãos de cevada, pode-se produzir cerveja, uma bebida mundialmente popular.

Da mesma forma, S. cerevisiae pode fermentar os açúcares presentes nas uvas, produzindo até 18% de etanol por volume de vinho.

Biotecnologia

Por outro lado, do ponto de vista biotecnológico, S. cerevisiae tem sido um modelo de estudo e uso, pois é um organismo de fácil crescimento, rápido crescimento e cujo genoma foi sequenciado.

A utilização dessa levedura pela indústria de biotecnologia vai desde a produção de insulina até a produção de anticorpos e outras proteínas utilizadas pela medicina.

Atualmente, a indústria farmacêutica tem utilizado esse microrganismo na produção de várias vitaminas, motivo pelo qual as fábricas de biotecnologia substituíram as petroquímicas na produção de compostos químicos.

Referências

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