Дріжджі гриби, світ науки

Дріжджі - це дріжджі, а не міцелій, особлива життєва форма грибів. Однак, по-перше, дріжджові гриби походять від міцеліальних, тому їх можна розглядати як форму міцеліальних грибів, адаптовану до певних умов життя. По-друге, є гриби, які в будь-яких умовах життя формують міцелій (або вмирають, якщо через трансформаційних змін умов заходить за межі дозволених для життєзабезпечення); є гриби, які в будь-яких умовах життя залишаються дріжджами, а є види, які на зміну умов життя реагують зміною міцелі- альної форми на дріжджову. Це явище отримало назву «міце- ліально-дріжджовий диморфізм». Отже, в геномі грибів дуже давно, на перших етапах їх життя на суші, виникли дві програми розвитку - міцеліальних і дріжджова, причому перемикання розвитку з однієї програми на іншу регулюється умовами життя. У тільки міцеліальних і тільки дріжджоподібних грибів одна з програм виявилася втраченою, а у міцеліальні-дріжджових - збереглися обидві програми. Які ж умови життя викликають перемикання програм розвитку у диморфних грибів?

Перш за все - склад середовища їх проживання. де в природі ростуть дріжджі? Там, де багато простих са-харов - моносахаров глюкози, фруктози, дисахарида сахарози і інших - на пошкодженнях кори дерев навесні, коли з місць пошкодження випливають рослинні соки (наприклад, березовий), нака-Чіва корінням, на гниючих ягодах і фруктах, в яких під воздей-наслідком власних ферментів або ферментів паразитують на них бактерій і грибів відбувається руйнування полісахаридів і накопичення простих цукрів. Ймовірно, для такого простого харчування готовими моно- і дісахарамі дріжджова життєва форма підходить краще, ніж міцеліальних. Це правило, мабуть, характерно і для диморфних грибів. Численні цвілеві гриби з сімейства мукорових утворюють мі-целій всередині різних органічних субстратів, а на поверхні субстратів формуються спороношения - тонкі, довгі білі ніжки з чорними головками, всередині яких знаходяться, суперечки. Але на багатьох простими цукрами субстратах міцелій деяких мукорових грибів рас-падають на окремі клітини, які розмножуються як дріжджі.

На вибір стратегії життя диморфних грибів впливає і газовий со-ставши середовища. Справа в тому, що більшість міцеліальних грибів, як і ми, для розкладання глюкози використовують кисень у процесах, які називаються диханням. За допомогою кисню відбувається повне окислення молекулами-ли глюкози, яка через ряд проміжних сполук перетворюється на вуглекислий газ і воду. Утворюється при розпаді глюкози енергія йде на проведення синтезів, необхідних для життя клітини, або со-що зберігаються в з'єднаннях, що запасають енергію, і витрачається в міру необхідності. Оскільки для дихання кисень абсолютно необхідний, то у відсутності кисню більшість грибів, так само, як і ми, гине. Але деякі міцеліальні гриби і все дріжджі мають і альтерна-нормативним способом розкладання глюкози, названим бродінням. При бро-жении розпад глюкози неповний, і поряд з вуглекислим газом утворюється не вода, а етиловий спирт. Завдяки цим властивостям дріжджі использу-ють в хлібопеченні (вуглекислий газ піднімає тісто) і виноробстві (спирт перетворює рослинні соки в вина). Для бродіння кисень не потрібний, тому вони можуть утилізувати цукру і в безкисневому (анаероб-ної) середовищі. У зв'язку з цим деякі міцеліальні мукорової гриби в безкисневому середовищі перетворюються в дріжджі.

Для деяких грибів сигналом для зміни життєвих стратегій є зміни способів пі-танія. У деяких груп грибів, наприклад, сум-чатих (тафрінових) і базидіальних (сажкових), паразитична фаза представлена ​​міцелієм, який біотрофно розвивається всередині пора-дені рослин; поза рослин ці гриби можуть жити на мертвому органічному субстраті, але тільки в дріжджовому стані. А некротрофние паразити рослин з роду вертіцілліум, навпаки, живуть в грунті в ми- целіальном стані і харчуються рослинними залишками, а в зара-дені рослинах знаходяться в судинах, по яких від коренів до листя і квіток йде потік води з розчиненими мінеральними речовинами, і там гриб існує в формі окремих нирки клітин.

Багато гриби, паразити хребетних тварин і людини, діморф-ни. Вони живуть в грунті в міцеліальних (цвілевих) стані і харчуються сапротрофного рослинними залишками. Якщо через ранки або природний-ні отвори вони потрапляють в організм людини, то перетворюються там в дріжджі. Таким чином, міцеліальних стадія у них непаразитичних, а паразитують вони в дріжджовий. Причому перехід до дріжджового перебуваючи-ня регулюється температурою тіла (37 ° С). При підвищеній темпера-турі в клітинах синтезуються так звані білки теплового шоку, ко-торие ставляться до групи регуляторних білків, що впливають на експресію генів і забезпечують пристосування організму до життя в умовах підвищеної температури.

Дріжджовий спосіб життя принципово відрізняється від міцеліальні. Ми його розглянемо на прикладі дріжджів-сахароміцетів, які вико-слідувати більш повно, ніж інші види, по-перше, внаслідок їх прак-тичної важливості, а по-друге, тому що на сахароміцетних дріжджах проводиться багато досліджень фундаментального характеру, і зроблені важливі для клітинної і мо-лекулярной біології відкриття. Життя дріжджової клітини відрізняється від життя міцелію перш все-го в особливостях обміну речовин (метаболізму). Дріжджі на відміну від міцеліальних грибів мають слабкі гідролітіче-ські ферменти, тому складні полісахариди їм не по зубам. Зате вони можуть отримувати енергію з простих цукрів навіть в умовах Дефі-цита кисню в реакціях бродіння. Відрізняються дріжджі від міцеліаль-них грибів і за хімічним складом. Полісахариди клітинної стінки міцеліальних грибів представлені двома основними компонентами - хітином, що забезпечує міцність стінки, і глюканів. У сахаромі-цетних дріжджів дуже мало хітину в стінці, тому їх стінки більш еластичні, що важливо для забезпечення процесу брунькування, і преобла-дає полісахарид НЕ полімер глюкози глюкан, а полімер її ізомери манози - маннан. Причому у диморфних грибів перебудова складу клітинної стінки при переході з одного морфотіпа в інший здійснюва-ляется надзвичайно швидко.

Нарешті, зовсім по-різному осуществля-ється зростання і ділення. У міцеліальних грибів, як уже було сказано, зростання поляризований, тобто ростуть і діляться тільки верхівкові (апікальні) клітини. Після поділу в них ядер відбувається поділ верхівкової клітини на дві шляхом вростання (впячивания) внутрішніх шарів оболонки. У дріжджів зростання клітини дифузний, може статися в будь-якому місці, причому виділені певні білки, які локалі-ються в мембрані, забезпечують транспорт до мембрани іонів кальцію, позначаючи місце виникнення нирки. У цьому місці починають проте-кати два процеси. По-перше, випинання (НЕ прогинання всередину, як у міцеліальних грибів, а саме випинання) оболонки з утворенням зростаючої припухлості. По-друге, мітотичний поділ ядра, освітньої-ня двох однакових ядер і транспорт одного з них в зону нирки. Коли нирка збільшиться до необхідних розмірів, починається синтез утримуючи-ного азот полісахариду хітину, якого, на відміну від міцеліальних грибів, в клітинній стінці дріжджів дуже мало, і будівництво Хіті-нової платівки, яка відділяє нирку від материнської клітини. Потім місце з'єднання нирки з материнською клітиною закладається нормальної для дріжджів (нехітіновой) стінкою. Хітинова пластинка стає-потрібною, і в роботу вступає фермент, що руйнує її. Після відділення нирка доростає до розмірів материнської клітини і сама починає розмножуватися брунькуванням. Тривалість всього циклу від нирки до нирки становить близько 100 хвилин. Зрозуміло, що в сприятливих умовах, на цукристих субстратах, відбувається вибухоподібний зростання біомаси дріжджів.

З розказаного процесу брунькування дріжджів ви-тека ще одна особливість розмноження дріжджів. При розмноження розподілі одноклітинних організмів, що розмножуються поділом, виникають дві фізіологічно однакові клітини, тобто бактеріальна клітина безсмертна, бо ні про одну утворюється поділом клітини не можна сказати, що це мама, а це - дочка. Насправді, все не зовсім так, бо так звані фактори ста-ренію можуть нерівномірно розподілятися між дочірніми клітинами, але про це пізніше. У дріжджів материнська клітина і нирка фізіологічний-скі різні. Нирка омолоджено, а материнська клітина з кожним актом брунькування старіє. Було вже сказано, що перед відділенням нирки від-ділячи її хітинова платівка розчиняється, але не цілком: на місці відділення нирки від материнської клітини залишається хітиновий кільце - рубчик, або дитяче місце, чільне в електронно-мікроскопічних пре-Параті. Виявилося, що у дріжджів, як і у наших жінок, є певний репродуктивний період. Через 25-30 брунькуванням клітина припиняє почковаться і гине. У будь-дріжджовий попу-ляції 50% клітин становлять не почковаться діви, 25% - клітини, які пройшли одне брунькування, 12,5% - клітини, які утворили дві нирки, і т. Д. Багато разів почковаться (більше 20 разів) «старої» склад -ляют незначну частину популяції. Так що демографічний склад дрож-жевих популяцій за якістю набагато вище демографічного складу популяцій людей, особливо в наш час, коли частка працюючих долж-на годувати таку ж за чисельністю частку непрацюючих пенсіонерів.

Хоча сахароміцетние дріжджі НЕ диморфний, в їх геномі збережена пам'ять про повернення до міцеліальні типу зростання. В умовах азотного го-лоданія у них утворюється псевдомицелий: клітини замість овальних стають витягнутими, вони розмножуються брунькуванням не де попало, а, як і належить міцеліальних структур, строго апікально, і нирки не відокремлюються від материнської клітини, внаслідок чого утворюються ланцюжки з дріжджових клітин. Такий тип зростання, мабуть, дозволяє краще освоювати бідний харчуванням субстрат.

Це цікаво:

• Види грибів "src =" / images / drozhzhigribimirnauki_62C36585.jpg "width =" 150 "height =" 150 "> Види грибів
  Скільки видів грибів живе на Землі. До теперішнього часу мікологи описали близько 100 000 в.
• Безстатеве розмноження грибів "src =" / images / drozhzhigribimirnauki_81FA8DC6.jpg "width =" 150 "height =" 150 "> безстатеве розмноження грибів
  Ми почали з того, що гриби дейтероміцети не мають сексу, поет-му мікологи, напевно, з.
• Гриби-симбіонти "src =" / images / drozhzhigribimirnauki_0F83562A.jpg "width =" 150 "height =" 150 "> Гриби-симбіонти
  Гриби-симбіонти. Мікоризні гриби Мікориза (в перекладі з латині - грібокорень) - це фо.
• Як виглядають лишайники "src =" / images / drozhzhigribimirnauki_967F9BB4.jpg "width =" 150 "height =" 150 "> Як виглядають лишайники
  КСамие примітивні лишайники мають вигляд білого або жовтуватого пудри, якій посипані камені.
• Гриби і комахи "src =" / images / drozhzhigribimirnauki_39BD8870.jpg "width =" 150 "height =" 150 "> Гриби і комахи
  Взаємовідносини грибів з комахами дуже складні, тому що, по-перше, в тісному контакті з.