Saccharomyces cerevisiae atau bir ‘s ragi adalah jamur uniseluler milik Ascomycota filum, kelas Hemiascomicete dan urutan Saccharomicetales. Hal ini ditandai dengan persebaran habitatnya yang luas, seperti daun, bunga, tanah, dan air. Namanya berarti jamur gula bir, karena digunakan selama produksi minuman populer ini.
Ragi ini telah digunakan selama lebih dari satu abad dalam memanggang dan menyeduh, tetapi pada awal abad ke-20 para ilmuwan memperhatikannya, menjadikannya caral untuk dipelajari.
Saccharomyces cerevisiae di piring agar. Oleh Rainis Venta [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], dari Wikimedia Commons
Mikroorganisme ini telah banyak digunakan di berbagai industri; Saat ini jamur banyak digunakan dalam bioteknologi, untuk produksi insulin, antibodi, albumin, di antara zat lain yang menarik bagi kemanusiaan.
Sebagai caral studi, ragi ini memungkinkan untuk menjelaskan mekanisme molekuler yang terjadi selama siklus sel dalam sel eukariotik.
Indeks artikel
Karakteristik biologis
Saccharomyces cerevisiae merupakan mikroba uniseluler eukariotik, berbentuk globular, berwarna hijau kekuningan. Ini adalah kemoorganotrofik, karena membutuhkan senyawa organik sebagai sumber energi dan tidak memerlukan sinar matahari untuk tumbuh. Ragi ini mampu menggunakan gula yang berbeda, dengan glukosa menjadi sumber karbon yang disukai.
S. cerevisiae bersifat anaerob fakultatif, karena mampu tumbuh dalam kondisi kekurangan oksigen. Selama kondisi lingkungan ini, glukosa diubah menjadi zat antara yang berbeda seperti etanol, CO2, dan gliserol.
Yang terakhir ini dikenal sebagai fermentasi alkohol. Selama proses ini, pertumbuhan ragi tidak efisien, namun, itu adalah media yang banyak digunakan oleh industri untuk memfermentasi gula yang ada dalam biji-bijian yang berbeda seperti gandum, barley dan jagung.
Genom S. cerevisiae telah sepenuhnya diurutkan, menjadi organisme eukariotik pertama yang dicapai. Genom diatur menjadi satu set haploid dari 16 kromosom. Sekitar 5.800 gen ditakdirkan untuk sintesis protein.
Genom S. cerevisiae sangat kompak, tidak seperti eukariota lainnya, karena 72% diwakili oleh gen. Dalam kelompok ini, sekitar 708 telah diidentifikasi berpartisipasi dalam metabolisme, melakukan sekitar 1035 reaksi.
Morfologi
S. cerevisiae adalah organisme kecil bersel satu yang berkerabat dekat dengan sel hewan dan tumbuhan . membran sel memisahkan komponen selular dari lingkungan eksternal, sedangkan membran nuklir melindungi materi herediter.
Seperti pada organisme eukariotik lainnya, membran mitokondria terlibat dalam pembangkitan energi, sedangkan retikulum endoplasma (ER) dan aparatus Golgi terlibat dalam sintesis lipid dan modifikasi protein.
vakuola dan peroksisom mengandung jalur metabolik yang berkaitan dengan fungsi pencernaan. Sementara itu, jaringan perancah yang kompleks bertindak sebagai pendukung sel dan memungkinkan pergerakan sel, sehingga melakukan fungsi sitoskeleton .
Filamen aktin dan miosin dari fungsi sitoskeleton melalui penggunaan energi dan memungkinkan pengaturan kutub sel selama pembelahan sel.
Pembelahan sel menyebabkan pembelahan sel asimetris, menghasilkan sel induk yang lebih besar daripada sel anak. Ini sangat umum dalam ragi dan merupakan proses yang didefinisikan sebagai tunas.
S. cerevisiae memiliki dinding sel kitin, memberikan ragi bentuk sel yang khas. Dinding ini mencegah kerusakan osmotik karena memberikan tekanan turgor, memberikan mikroorganisme ini plastisitas tertentu di bawah kondisi lingkungan yang berbahaya. dinding sel dan membran dihubungkan oleh ruang periplasmic.
Lingkaran kehidupan
siklus seks Saccharomyces cerevisiae. Sumber: Wikimedia Commons
Siklus hidup S. cerevisiae mirip dengan kebanyakan sel somatik. Baik sel haploid dan diploid bisa eksis. Ukuran sel sel haploid dan diploid bervariasi sesuai dengan fase pertumbuhan dan dari strain ke strain.
Selama pertumbuhan eksponensial, kultur sel haploid bereproduksi lebih cepat daripada kultur sel diploid. Sel haploid memiliki tunas yang muncul berdekatan dengan yang sebelumnya, sedangkan sel diploid muncul di kutub yang berlawanan.
Pertumbuhan vegetatif terjadi dengan tunas, di mana sel anak dimulai sebagai tunas dari sel induk, diikuti oleh pembelahan inti, pembentukan dinding sel, dan akhirnya pemisahan sel.
Setiap sel punca dapat membentuk sekitar 20-30 tunas, sehingga umurnya dapat ditentukan dari jumlah bekas luka pada dinding sel.
Sel diploid yang tumbuh tanpa nitrogen dan tanpa sumber karbon mengalami proses meiosis , menghasilkan empat spora (ascas). Spora ini memiliki ketahanan yang tinggi dan dapat berkecambah dalam media yang kaya.
Spora dapat dari a, atau kedua kelompok kawin , ini analog dengan jenis kelamin pada organisme yang lebih tinggi. Kedua kelompok sel menghasilkan zat seperti feromon yang menghambat pembelahan sel sel lain.
Ketika dua kelompok sel ini bertemu, masing-masing membentuk semacam tonjolan yang, ketika bergabung, akhirnya mengarah ke kontak antar sel, yang pada akhirnya menghasilkan sel diploid.
Kegunaan
Kue-kue dan roti
S. cerevisiae adalah khamir yang paling banyak digunakan oleh manusia. Salah satu kegunaan utama adalah dalam pembuatan kue dan roti, karena selama proses fermentasi, adonan gandum melunak dan mengembang.
Suplemen nutrisi
Di sisi lain, ragi ini telah digunakan sebagai suplemen makanan, karena sekitar 50% dari berat keringnya terdiri dari protein, juga kaya akan vitamin B, niasin, dan asam folat.
Pembuatan minuman
Ragi ini terlibat dalam produksi berbagai minuman. Ini banyak digunakan oleh industri pembuatan bir. Dengan memfermentasi gula yang membentuk biji-bijian jelai, bir, minuman populer dunia, dapat diproduksi.
Demikian pula, S. cerevisiae dapat memfermentasi gula yang ada dalam anggur, menghasilkan etanol hingga 18% berdasarkan volume anggur.
Bioteknologi
Di sisi lain, dari sudut pandang bioteknologi, S. cerevisiae telah menjadi caral studi dan penggunaan, karena merupakan organisme yang mudah tumbuh, cepat tumbuh dan yang genomnya telah diurutkan.
Penggunaan ragi ini oleh industri bioteknologi berkisar dari produksi insulin hingga produksi antibodi dan protein lain yang digunakan oleh obat-obatan.
Saat ini, industri farmasi telah menggunakan mikroorganisme ini dalam produksi berbagai vitamin, itulah sebabnya pabrik bioteknologi telah menggantikan pabrik petrokimia dalam produksi senyawa kimia.
Referensi
- Harwell, LH, (1974). siklus sel Saccharomyces cerevisiae. Ulasan bakteriologis, 38 (2), hlm. 164-198.
- Karithia, H., Vilaprinyo, E., Sorribas, A., Alves, R., (2011). PLoS SATU, 6 (2): e16015. doi.org.
- Kovačević, M., (2015). Karakteristik morfologi dan fisiologis sel ragi Saccharomyces cerevisiae berbeda dalam rentang hidup. Tesis Magister Biokimia. Fakultas Farmasi dan Biokimia, Universitas Zagreb. Zagreb-Kroasia.
- Otero, JM, Cimini, D., Patil, KR, Poulsen, SG, Olsson, L., Nielsen, J. (2013). Sistem Industri Biologi Saccharomyces cerevisiae Memungkinkan Pabrik Sel Asam Suksinat Baru. PLoS SATU, 8 (1), e54144. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0054144
- Saito, T., Ohtani, M., Sawai, H., Sano, F., Saka, A., Watanabe, D., Yukawa, M., Ohya, Y., Morishita, S., (2004). Saccharomyces cerevisiae database morfologi. Asam Nukleat Res, 32, hlm. 319-322. DOI: 10.1093 / nar / gkh113
- Shneiter, R., (2004). Genetika, biologi molekuler dan sel ragi. Université de Friborg Suisse, hal. 5-18.