Kvasinka

O iných významoch výrazukvasinka a kvasinkypozrikvasinky.

Snímkakvasinky pivnej(Saccharomyces cerevisiae) vDICkontraste

Kvasinky(staršie:kvasinky a kvasinkové mikroorganizmy) je odborné súhrnné označenie pre všetky tiejednobunkové(resp. prevažne jednobunkovo sa vyskytujúce)huby,ktorýchnepohlavné rozmnožovaniesa uskutočňuje buďpučanímalebo jednoduchým delením bunky. Inými slovami: Kvasinky sú všetkypravé huby(v tradičnom chápaní, čiže bez bunkoviek), ktoré (za normálnych podmienok) nemajú pravépodhubie(resp.hýfy). Z taxonomického hľadiska vyššie uvedené znamená, že kvasinky tvoria:

• časť taxónuAscomycota(po slovensky:vreckaté huby); a
• časť taxónuBasidiomycota(po slovensky:bazídiové huby); a
• časť taxónuDeuteromycota(po slovensky:nedokonalé huby).

Keďže teda (takto definované) kvasinky patria do viacerých taxónov, nie sú taxonomickým pojmom. Taxón Deuteromycota je neprirodzený taxón, a preto sa v posledných desaťročiach spravidla považuje za nevhodný (resp. zrušený) a jeho obsah (resp. aspoň tá jeho časť, ktorú sa už podarilo prehodnotiť) bol presunutý do taxónov Ascomycota a Basidiomycota.

Kvasinky sú v podstate opak pojmuplesne(t. j. plesne v zmysle mikroskopická vláknitá huba alebo v zmysle saprofytická nevodná mikroskopická vláknitá huba - pozriplesne), pretože mikroskopické pravé huby (v tradičnom chápaní, čiže bez bunkoviek) sa delia na kvasinky, plesne adermatofyty(pričom dermatofyty sa alternatívne považujú za súčasť plesní).

Základná charakteristika

Kvasinky netvoriaplodnice,množia sa hlavnenepohlavne,a to - ako vyplýva z definície kvasiniek - pučaním alebo jednoduchým delením (výnimku tvorí atypické rozmnožovanie roduSterigmatomyces). Môžu sa množiť ajsexuálnetvorbouvreciek,ktoré však nie sú uzavreté v žiadnych plodniciach (tedaaskokarpoch).

Netvoria žiadne pravépodhubie (mycélium);niektoré kvasinky tvoria lenpseudomycélium,ktoré sa podobákolóniámjednobunkových organizmov.

Kvasinky sa hojne využívajú vpotravinárstveabiotechnológiách.Používajú sa napríklad pri výrobevína,pivaalebochleba.Využíva sa ich schopnosťkvasenia.Sú ale medzi nimi aj pôvodcovia chorôb, ako je napr.Candida albicans.

Výskum

Prvé jednotlivé kvasinky prvýkrát pozorovalAnton van Leeuwenhoek,ktorý opísal vo svojich listoch Kráľovskej spoločnosti vLondýnevýsledky pozorovaní malých guličiek v pive pomocou primitívnehomikroskopu.Theodor Schwannroku1837poprel účasťkyslíkupri kvasnom procese a opísal v kvasiacej tekutine sa rozmnožujúce kvasinky, ktoré označil ako „cukornú hubu “(odtiaľ rodové označenieSaccharomyces).

Objav modernýchsekvenovacýchprincípov umožnil už v roku1996sekvenovaniegenómukvasinky ako vôbec prvéhoeukaryotnéhogenómu.

Význam a využitie

Vysušená kvasničná kultúra

Kvasinky súmikroorganizmyv mnohých smeroch prečlovekaveľmi užitočné. Už pomenovanie „kvasinky “ukazuje na ich vzťah kukvasným procesom.Najstarší nález nádobiek na víno pochádza zneolitickejkuchyne v Hajji Firuz Tepe (8500 – 4000 rokov pr. n. l.) na území dnešnéhoIránu.Kvasenie bolo známe už v staromBabylonev období 6000 – 4000 rokov pred naším letopočtom, kedy sa zo skvaseného odvaru z naklíčeného obilia pripravoval nápoj, ktorý sa dá považovať za predchodcupiva.

V polovici19. storočiavznikoldroždiarenskýpriemysel.Predtým bolo niekoľko pokusov o priemyselnú výrobu vHolandsku.Najskôr bolodroždiepredávané v tekutej forme, neskôr po zdokonalení Tebbenhofom sa prešlo k lisovanému droždiu.

Prvoradý význam majú dnes vkvasnom priemyslepri výrobeliehu,piva,vína,pekárskeho droždia a tiež niektorýchmliečnychnápojov. V kŕmnom priemysle naberajú význam kŕmne zmesi z kvasníc. Dosiaľ sú pomerne málo využívané pre potravinárske účely ako zdrojbielkovína iných biologicky cenných látok. Majú bohatý obsah dobre stráviteľných bielkovín (okolo 40%), cukrov a hlavne komplexuvitamínu B,čo platí zvlášť prepivovarské kvasinky.Tie sa využívajú aj pri liečbe nervových ochorení, pri zápalových kožných chorobách, pri poruchách tráviaceho traktu apečeňovýchchorobách. Geneticky modifikované kvasinky bude možné v blízkej budúcnosti použiť aj na odhaľovanie výbušnín, presnejšie molekúldinitrotoluénu(DNT).

Vedľa prevažujúceho pozitívneho významu existuje aj negatívny vplyv kvasiniek patogénnych, či nevhodný výskyt kvasiniek čoby škodlivého kontaminantu vo výrobnom procese.

Stavba

schéma bunky kvasinky

Kvasinky vykazujú veľkú tvarovú, rozmerovú či farebnú diverzitu. Obvykle sú guľaté alebo oválne, ale vyskytujú sa aj druhy, ktoré majú bunky charakteristického citrónovitého, vajíčkovitého, fľaškovitého či vláknitého tvaru. Dokonca medzi samotnými bunkami jednéhokmeňamožno nájsť morfologické a farebné odlišnosti. To je spôsobené zmenami fyzikálnych a chemických podmienok v prostredí. Pre zjednodušenie ukážeme štruktúru kvasinkySaccharomyces cerevisiae.

S. cerevisiaesú vo všeobecnosti elipsoidné, v priemere od 5 – 10 μm na veľkejosi,a od 1 – 7 μm na menšej osi. Stredný objem buniek je 29 – 55 μm³prehaploidné resp. diploidnébunky. Veľkosť bunky sa zväčšuje s vekom.

Makromolekulárne látky v kvasinke:

typ makromolekuly	kategória	základné komponenty
proteíny	štruktúrne	aktín,tubulín,históny,ribozomálne proteíny
	hormóny	alfa a aferomóny
	enzýmy
glykoproteíny	komponentybunkovej steny	mannoproteíny
	enzýmy	funkčnéenzýmy(invertáza)
polysacharidy	komponenty bunkovej steny	glukán,mannán,chitín
	komponenty kapsulárne
	zásobné	glykogén,trehalóza
polyfosfáty	zásobné	polyfosfáty vovakuole
lipidy	štruktúrne	voľnésterolyvmembráne
	zásobné	triglyceridy, sterolové estery
	funkčné	derivátyfosfoglyceridov,voľnémastné kyseliny
nukleové kyseliny	DNA	génová DNA (80%), mitochondriálna
	RNA	rRNA(80%)mmRNA(5%cytosól,ER,mitochondrie),tRNA

Bunková stena

Saccharomyces cerevisiaefixácia do membrány –AFM

V roku1970Kidby a Davis navrhli modelbunkovej stenypre druhS. cerevisae,ktorý stále ešte rámcovo platí. Podľa tohto modelu má bunková stena tri vrstvy: vonkajšiu, strednú a vnútornú, pričompolysacharid-proteínové komplexy sú podľa tohto modelu spojenéfosfodiesterovými väzbami:

• vonkajšia stena je orientovaná smerom do prostredia, obsahujemannanproteínyspojené disulfidovými mostíkmi.
• stredná stena je tvorená β-1,6glukánom,gluganproteínmiamannanproteínmi
• vnútorná stena, priliehajúca na cytoplazmatickú membránu, je zložená z mikrokryštalického β-1,3-glukánu

V bunkovej stene sa nachádzajú taktiež hydrolytickéenzýmyglykoproteínového typu, napr. β-fruktofuranosidasa (invertáza).

Polysacharidy bunkovej steny môžu byť jednozložkové (homopolysacharidy) alebo viaczložkové (heteropolysacharidy) – napr.galaktomannány,xylomannany,arabomannanyaj. Polysacharidy určujú predovšetkýmimunologickévlastnosti kvasiniek, pretože pôsobia akoantigény.Ide predovšetkým o mannanproteíny, ktorých antigénny charakter je určený dĺžkou bočných reťazcov mannosylových zvyškov, spojených α -1,2 a α -1,3 väzbami. Polysacharid – proteínové komponenty bunkovej steny sa taktiež podieľajú na flokulačných schopnostiach kvasiniek.

Jazvy

Ako stále štruktúry na bunkovej stene vznikajú jazvy popučanídcérskych buniek a ich separácii od materskej bunky, popr. po delení kvasinkových buniek. Pretrvávajú počas celého vývoja jednotlivej bunky a ovplyvňujú tzv. architektúru jej steny. Vznik jaziev a ich stavbu možno sledovať napr. v optickommikroskopes využitímfluorescencieprimulínu,čo jefarbivo,ktoré sa špecificky viaže namikrofibrily.

Jazva na dcérskej bunke sa volájazva zrodu,a pretože je je tvorená iným bunkovým materiálom, možno ju odlíšiť od jaziev na miestach, kde sa oddelili nové výhonky. Z každej bunky môže vypučať len obmedzený počet nových buniek.

Cytoplazmatická membrána

Cytoplazmatická membrána(alebo plazmalema) tvorí elastický obalprotoplastu,osmotickúbariéru a kontroluje transport látok. Je tvorená predovšetkým zfosfolipidova bielkovín.

Štruktúra cytoplazmatickej membrány je zrejme najlepšie popísaná v rámci mozaikového modelubunkových membrán,ktorý hovorí, že molekuly fosfolipidov sú usporiadané v dvoch vrstvách tak, že polárne časti sú na vonkajších stranách a nepolárne vo vnútri membrány.

Pre plazmalemu kvasiniek sú charakteristické invaginácie do cytoplazmy, ktoré sú početné taktiež vexponenciálnej fázerastu.

Jadro

Jadrobýva ueukaryotickýchorganizmov zreteľne ohraničenéjadrovou membránoua tvorí hochromatín,teda komplexdsDNA,histónova proteínov nehistónovej povahy. Na rozdiel od väčšiny eukaryoriotických buniek majú kvasinky tzv. endomitózu, takže delenie jadra prebieha bez rozrušenia jadrovej membrány. To je hlavný dôvod, prečo je u kvasiniek mimoriadne ťažké urobiť dobrýkaryotypa zistiť tak presný počet a stavbuchromozómov.Na jadrovej membráne sa diferencuje tzv.polárne teliesko,ktoré hrá významnú úlohu pri iniciácii tvorby výhonku.

Sekrečná dráha u kvasiniek

Biomembrány tvoria povrchové štruktúry organel aj systém vnútorných membrán. Tým bunku rozdeľujú na rôzne reakčné priestory. V niektorých z nich dochádza k sekrécii proteínov. V endoplazmatickom retikule dochádza k syntéze peptidov a bielkovín. Na vonkajšom povrchu ER (drsné ER) sú zakotvené ribozómy. Ďalšie ribozómy sa pohybujú voľne v cytoplazme. Rovnako ako u ostatných eukaryotov sa ribozóm skladá z malej (40S) a veľkej (60S) podjednotky. Veľká podjednotka katalyzuje syntézu bielkovín. Na tvorbe ribozómov sa podieľa jadierko. Vnútorný povrch ER tvorí hladké ER. V ER dochádza aj kposttranslačným úpravám.Na miesto určenia sa proteíny dostávajú prostredníctvom sekréčnych mechúrikov, ktoré tvoria Golgiho aparát.

Endoplazmatické retikulum

Endoplazmatické retikulumvytvára u kvasiniek lamely, cisterny a tubuly podobne ako u rastlinných a živočíšnych buniek. Jeho obsah (enchylema) je uzavrený dvoma membránami. ER nadväzuje na vnútorný povrch cytoplazmatickej membrány a niekedy je spojené s jadrovou membránou.

Ribozómy

Ribozómykvasiniek majú obdobne ako u iných eukaryotov hodnotu sedimentačného koeficientu okolo 80S. Menšia podjednotka s koeficientom 40S je zložená z jedinej molekuly 18S rRNA a z 30 ± 5 bielkovín; väčšia podjednotka 60S obsahuje 28SrRNA,5S rRNA, 5,8S rRNA a 40 ± 5 bielkovín.

Mitochondrie

Mitochondriesú organely špecializované narespiráciuaoxidatívnu fosforyláciu.Majúvlastné gényaproteosyntézu.Tvar, štruktúra a počet mitochondrií môžu byť ovplyvňované rôznymi faktormi. Napr. v podmienkach reprimujúceho dýchania sa výrazne znižuje podiel, ktorý mitochondrie zaberajú v celkovom objeme bunky.

Vakuola

Kvasinková bunka spravidla obsahuje jednu veľkú guľatúvakuolu.V počiatočnej fáze pučania možno pozorovať väčšie množstvo malých vakuol, ktoré však počas rastu splývajú do jednej vakuoly, prípadne dvoch vakuol (v stacionárnej fáze rastu). Priemer vakuol je premenlivý od 0,3 do 3 μm. Ohraničené sú membránou zvanoutonoplast.

80 až 90 % rozpustných aminokyselín z celkového objemu voľných aminokyselín v kvasinkách je obsiahnutých vo vakuolách. Ďalej sa tu nachádzajú enzýmyhydrolázy,väčšinaproteáz,ribonukleázyčiesterázy.Týmito enzýmami sa vo vakuolách rozkladajú funkčne narušené organely.

Cytosól

Cytosólje tekutá frakcia cytoplazmy po separácii bunkových organel spH6,2 až 6,4. Na jeho koloidnom charaktere sa podieľajú rozpustené bielkoviny, glykogén a iné makromolekulové látky.

Iné projekty

Wikicitáty

Commons

• Wikicitáty ponúkajú citáty od alebo oKvasinka
• Commons ponúka multimediálne súbory na témuKvasinka

Externé odkazy

Chemický portál

• Miniatlas mikroorganismůArchivované2007-09-29 naWayback Machine(po česky)

Zdroj

• Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článkuKvasinkyna českej Wikipédii (číslo revízie nebolo určené).