Saccharomyces cerevisiae ist eine Art der Hefe. Es ist vielleicht die nützlichste Hefe, zum Backen und Brauen seit alten Zeiten instrumental gewesen. Es wird geglaubt, dass es von der Haut von Trauben ursprünglich isoliert wurde (man kann die Hefe als ein Bestandteil des dünnen weißen Films auf den Häuten von einigen dunklen Früchten wie Pflaumen sehen; es besteht unter den Wachsen der Nagelhaut). Es ist einer der am intensivsten studierten eukaryotic Musterorganismen im molekularen und der Zellbiologie viel wie Escherichia coli als die Musterbakterie. Es ist das Kleinstlebewesen hinter dem allgemeinsten Typ der Gärung. S. cerevisiae Zellen sind zum eiförmigen, 5-10 Mikrometer im Durchmesser rund. Es vermehrt sich durch einen als das Knospen bekannten Abteilungsprozess.

Viele in der Menschenkunde wichtige Proteine wurden zuerst durch das Studieren ihres homologs in der Hefe entdeckt; diese Proteine schließen Zellzyklus-Proteine, Signalproteine und Protein bearbeitende Enzyme ein.

Saccharomyces cerevisiae ist zurzeit die einzige Hefe-Zelle, die, wie man bekannt, Körpergegenwart von Berkeley hat, die an besonderen sekretorischen Pfaden beteiligt werden.

Antikörper gegen S. cerevisiae werden in 60-70 % von Patienten mit der Krankheit von Crohn und 10-15 % von Patienten mit Geschwürkolik gefunden.

Nomenklatur

"Saccharomyces" ist in Latinisiertes Griechisch zurückzuführen und bedeutet "Zuckerform" oder "Zuckerfungus", saccharo-die sich verbindende Form "Zucker -" und myces zu sein, "Fungus" zu sein. Cerevisiae kommt aus Latein und hat "Bieres" vor. Andere Namen für den Organismus sind:

• S. cerevisiae kurze Form des wissenschaftlichen Namens
• Bierhefe, obwohl andere Arten auch im Brauen verwendet werden
• Ale-Hefe
• Spitzen-Gärendhefe
• Die Hefe des Bäckers
• Knospende Hefe

Diese Art ist auch die Hauptquelle der Ernährungshefe und des Hefe-Extrakts.

Biologie

Lebenszyklus

Es gibt zwei Formen, in denen Hefe-Zellen überleben und wachsen können: haploid und diploid. Die haploid Zellen erleben einen einfachen Lebenszyklus von mitosis, und Wachstum, und unter Bedingungen der hohen Betonung wird im Allgemeinen sterben. Die diploid Zellen (die bevorzugte 'Form' der Hefe) erleben ähnlich einen einfachen Lebenszyklus von mitosis, und Wachstum, aber unter Bedingungen der Betonung kann sporulation erleben, meiosis hereingehend und eine Vielfalt von haploid Sporen erzeugend, die weitergehen können auf sich zu vermählen.

Ernährungsvoraussetzungen

Alle Beanspruchungen von S. cerevisiae können aerobically auf Traubenzucker, maltose, und trehalose anbauen und scheitern, auf Milchzucker und cellobiose zu wachsen. Jedoch ist das Wachstum auf anderem Zucker variabel. Wie man zeigt, sind Galactose und fructose zwei des besten gärenden Zuckers. Die Fähigkeit der Hefe, verschiedenen Zucker zu verwenden, kann sich je nachdem unterscheiden, ob sie aerobically oder anaerobically angebaut werden. Einige Beanspruchungen können anaerobically auf Rohrzucker und trehalose nicht anbauen.

Alle Beanspruchungen können Ammoniak und Harnstoff als die alleinige Stickstoff-Quelle verwenden, aber können Nitrat nicht verwenden, da sie an der Fähigkeit Mangel haben, sie auf Ammonium-Ionen zu reduzieren. Sie können auch die meisten Aminosäuren, kleinen peptides und Stickstoff-Basen als eine Stickstoff-Quelle verwenden. Histidine, glycine, cystine, und lysine werden jedoch nicht sogleich verwendet. S. cerevisiae tut nicht Ex-Kreta macht Spaß pro-, so kann extracellular Protein nicht metabolized sein.

Hefe hat auch eine Voraussetzung für Phosphor, der als ein dihydrogen Phosphation und Schwefel assimiliert wird, der als ein Sulfat-Ion assimiliert werden kann, oder weil sich organischer Schwefel wie die Aminosäuren methionine und cysteine vergleicht. Einige Metalle, wie Magnesium, Eisen, Kalzium, und Zink, sind auch für das gute Wachstum der Hefe erforderlich.

Paarung

Hefe hat zwei Paarungstypen, a und α (Alpha), die primitive Aspekte der Sexualunterscheidung zeigen, und sind folglich vom großen Interesse. Für weitere Informationen über die biologische Wichtigkeit von diesen zwei Zelltypen, wo sie (aus einem molekularen Biologie-Gesichtspunkt), und Details des Prozesses der Paarungstyp-Schaltung herkommen, sieh Paarung der Hefe.

Zellzyklus

Das Wachstum in der Hefe wird mit dem Wachstum der Knospe synchronisiert, die die Größe der reifen Zelle erreicht, als es sich von der Elternteilzelle trennt. In schnell wachsenden Hefe-Kulturen, wie man sehen kann, haben alle Zellen Knospen, da Knospe-Bildung den ganzen Zellzyklus besetzt. Sowohl Mutter-als auch Tochter-Zellen können Knospe-Bildung beginnen, bevor Zelltrennung vorgekommen ist. In Hefe-Kulturen, die langsamer wachsen, können Zellen, die an Knospen Mangel haben, gesehen werden, und Knospe-Bildung besetzt nur einen Teil des Zellzyklus. Der Zellzyklus in der Hefe besteht normalerweise aus den folgenden Stufen - G1, S, G2, und M - die die normalen Stufen von mitosis sind.

Hefe in der biologischen Forschung

Ein Musterorganismus

Wenn Forscher nach einem Organismus suchen, um in ihren Studien zu verwenden, suchen sie nach mehreren Charakterzügen. Unter diesen sind Größe, Generationszeit, Zugänglichkeit, Manipulation, Genetik, Bewahrung von Mechanismen und potenzieller Wirtschaftsvorteil. Die Hefe-Arten S. pombe und der S. cerevisiae werden beide gut studiert; diese zwei Arten sind ungefähr abgewichen, und sind bedeutende Werkzeuge in der Studie des DNA-Schadens und reparieren Mechanismen.

S. cerevisiae hat sich als ein Musterorganismus weil es Hunderte günstig auf mehreren diesen Kriterien entwickelt.

• Als ein einzelner zelliger Organismus S. ist cerevisiae mit einer kurzen Generationszeit klein (Zeit 1.25-2 Stunden an verdoppelnd), und kann leicht kultiviert sein. Das sind alle positiven Eigenschaften darin sie berücksichtigen die schnelle Produktion und Wartung von vielfachen Muster-Linien an niedrigen Kosten.
• S. cerevisiae kann umgestaltet werden, entweder die Hinzufügung neuer Gene oder das Auswischen durch die homologe Wiederkombination berücksichtigend. Außerdem vereinfacht die Fähigkeit, S. cerevisiae als ein haploid anzubauen, die Entwicklung von Genknock-Out-Beanspruchungen.
• Als ein eukaryote S. teilt cerevisiae die komplizierte innere Zellstruktur von Werken und Tieren ohne den hohen Prozentsatz, DNA zu nichtcodieren, die Forschung in höher eukaryotes verwechseln kann.
• S. Cerevisiae-Forschung ist ein starker Wirtschaftsfahrer mindestens am Anfang infolge seines feststehenden Gebrauches in der Industrie.

Genom sequencing

S. cerevisiae war das erste eukaryotic Genom, das völlig sequenced war. Die Genom-Folge wurde im öffentlichen Gebiet am 24. April 1996 veröffentlicht. Seitdem sind regelmäßige Aktualisierungen an der Saccharomyces Genom-Datenbank aufrechterhalten worden. Diese Datenbank ist eine hoch kommentierte und Quer-verweise angebrachte Datenbank für Hefe-Forscher. Ein anderer wichtiger S. cerevisiae Datenbank wird durch das Münchener Informationszentrum für Protein-Folgen (MIPS) aufrechterhalten. Das Genom wird aus ungefähr 12,156,677 Grundpaaren und 6,275 Genen zusammengesetzt, die kompakt auf 16 Chromosomen organisiert sind. Wie man glaubt, sind nur ungefähr 5,800 von diesen wahre funktionelle Gene. Wie man schätzt, teilt Hefe ungefähr 23 % seines Genoms mit diesem von Menschen.

Andere Werkzeuge in der Hefe-Forschung

Die Verfügbarkeit des S. cerevisiae Genom-Folge und eine Reihe von Auswischen-Mutanten, die 90 % des Hefe-Genoms bedeckt, hat weiter die Macht von S. cerevisiae als ein Modell erhöht, für die Regulierung von eukaryotic Zellen zu verstehen. Ein Projekt im Gange, um die genetischen Wechselwirkungen aller doppelten Auswischen-Mutanten durch die synthetische genetische Reihe-Analyse zu analysieren, wird diese Forschung ein Schritt weiter nehmen. Diese Forschung wird das Helfen Wissenschaftler gezielt besser zu verstehen, welches Gen (E) dafür verantwortlich sind, wie sich die Zelle benimmt. Das ist als die Beziehung zwischen Genotypen und Phänotyp bekannt.

Annäherungen, die in vielen verschiedenen Feldern der biologischen und medizinischen Wissenschaft angewandt werden können, sind von Hefe-Wissenschaftlern entwickelt worden. Diese schließen Hefe ein, die zwei-Hybriden-ist, um Protein-Wechselwirkungen und Vierbiteinheitsanalyse zu studieren.

Astrobiology

Unter anderen Kleinstlebewesen, einer Probe zu leben wurde S. cerevisiae ins Lebende Interplanetarische Flugexperiment eingeschlossen, das eine dreijährige interplanetarische Hin- und Rückfahrt in einer kleinen Kapsel an Bord des russischen Fobos-Grunzen-Raumfahrzeugs, gestartet gegen Ende 2011 vollendet hätte. Die Absicht war zu prüfen, ob ausgewählte Organismen ein paar Jahre im tiefen Raum durch das Fliegen von ihnen durch den interplanetarischen Raum überleben konnten. Das Experiment hätte einen Aspekt von transpermia, die Hypothese geprüft, dass Leben Raumfahrt, wenn geschützt, innerhalb von Felsen überleben konnte, die durch den Einfluss von einem Planeten gesprengt sind, um auf einem anderen zu landen. Die Mission des Fobos-Infanteristen hat erfolglos jedoch geendet, als sie gescheitert hat, niedriger Erdbahn zu entkommen. Das Raumfahrzeug zusammen mit seinen Instrumenten ist in den Pazifischen Ozean in einem nicht kontrollierten Wiedereintritt am 15. Januar 2012 gefallen.

Hefe in kommerziellen Anwendungen

Das Brauen

Saccharomyces cerevisiae wird in Braubier verwendet, wenn es manchmal eine spitzenabschneidende oder Spitzen-Gärendhefe genannt wird. Es ist so genannt, weil während der Gärung in einer Prozession gehen, veranlasst seine hydrophobe Oberfläche den flocs, an CO zu kleben und sich zur Spitze des Gärungsbehälters zu erheben. Spitzen-Gärendhefe wird bei höheren Temperaturen in Gärung gebracht als Hefe des hellen Leichtbiers, und die resultierenden Glas Bier haben einen verschiedenen Geschmack als dasselbe mit einer Hefe des hellen Leichtbiers in Gärung gebrachte Getränk. "Fruchtiger esters" kann gebildet werden, wenn die Hefe Temperaturen nahe erlebt, oder wenn die Gärungstemperatur des Getränkes während des Prozesses schwankt. Hefe des hellen Leichtbiers gärt normalerweise bei einer Temperatur ungefähr, wo Saccharomyces cerevisiae schlafend wird. Hefe des hellen Leichtbiers kann bei einer höheren Temperatur in Gärung gebracht werden, um einen als "Dampfbier bekannten Bierstil" zu schaffen.

Gebrauch in Aquarien

Infolge der hohen Kosten von kommerziellen CO Zylindersystemen ist die CO Einspritzung durch die Hefe eine der populärsten HEIMWERKEN-Annäherungen, die von aquaculturists gefolgt sind

um CO Unterwasserwasserwerken zur Verfügung zu stellen. Die Hefe-Kultur wird im Allgemeinen in Plastikflaschen aufrechterhalten, und typische Systeme stellen eine Luftblase alle 3-7 Sekunden zur Verfügung. Verschiedene Annäherungen sind ausgedacht worden, um richtige Absorption des Benzins ins Wasser zu erlauben.

Siehe auch

• Bier
• Saccharomyces pastorianus
• Schizosaccharomyces pombe
• Mörderhefe
• Mannan Oligosaccharides (MOS)

10. David B. Jansma, REGULATlON UND VARlATlON VON SUBEINHEITEN der RNS POLYMERASE II

IN SACCHAROMYCES CEREVISIAE

Weiterführende Literatur

Links

• Saccharomyces Genom-Datenbank

:* Was ist Hefe?

• Zellzyklus und metabolischer Zyklus haben Abschrift in der Hefe geregelt
• Hefe-Quellenzentrum-Publikum-Datenbehältnis
• Münchener Informationszentrum für Protein-Folgen
• BioPIXIE
• BioGRID: Ein Allgemeines Behältnis für Wechselwirkungen von Saccharomyces cerevisiae
• Yeastract: YEASTRACT (Hefe-Suche nach Transcriptional Gangreglern und dem Einigkeitsverfolgen)
• YeastNet (Hefe-Einigkeit metabolische Rekonstruktion)

CO Einspritzung durch die Hefe für gepflanzte Aquarien

• Ziemlich ausführliche Diskussion mit Plänen
• HEIMWERKEN-Reaktor