הפטריות החד - תאיות מורכבות מתא בודד והן שמרים, כל שאר הפטריות האחרות הן רב-תאיות. שמרים הם חברות חד-תאיות בפטריות ונמצאים בדרך כלל בשמרים של אופה ובירה.
הם נחשבים לאחד מהאורגניזמים המבויתים הראשונים המוכרים לאדם וניתן למצוא אותם באופן טבעי בעורותיהם של פירות בשלים מסוימים.
שמרים קטנים מכדי שניתן יהיה לראות אותם באופן אינדיבידואלי בעין בלתי מזוינת, אך ניתן לראותם באשכולות גדולים של פירות ועלים כחומר אבקתי לבן. שמרים מסוימים הם פתוגנים קלים עד מסוכנים עבור בני אדם ובעלי חיים אחרים, ובמיוחד קנדידה אלביקנס, היסטופלזמה ובלסטומייס.
כאורגניזם חד-תאי, תאי שמרים מתפתחים במהירות למושבות, ולעתים קרובות מכפילים את גודל האוכלוסייה תוך 75 דקות עד שעתיים. יתר על כן, הם אורגניזמים אוקריוטים שלא יכולים להשיג את צרכיהם התזונתיים על ידי פוטוסינתזה ודורשים צורה מופחתת של פחמן כמקור מזון.
שמרים ממלאים תפקיד חשוב בתעשייה, בעיקר באזורי המזון והבירה. שמרי הבירה מבשלים את שמו מהשימוש בה כסוכן מחלחל בתעשיית הבירה.
פחמן דו חמצני המיוצר בתהליך התסיסה של Saccharomyces cerevisiae (בבירה לטינית), הוא גם סוכן שמרים המשמש לעיתים קרובות בייצור לחם ומוצרי אפיה אחרים.
תפקוד פטריות חד תאיות
אורגניזמים חד-תאיים ממלאים מגוון פונקציות, אם כי בדרך כלל הם צריכים לסנתז את כל חומרי התזונה הנחוצים בכדי שהתא יוכל לשרוד, מכיוון שהאורגניזם חייב לבצע את כל התהליכים כדי שהתא יתפקד ויציב.
בדרך כלל הם עמידים לטמפרטורות קיצוניות, פירוש הדבר שהם מסוגלים לשרוד בטמפרטורות חמות או קרות במיוחד.
יש לפטריות חד-תאיות, כמו שמרים ועובש, מטרה. מלבד שמשמשים לייצור מוצרי מאפה כמו לחם וייצור בירה ויין, יש לו גם התפקיד החשוב של פירוק חומר מת.
שִׁעתוּק
כאמור, שמרים הם אורגניזמים אוקריוטים. הם בדרך כלל בקוטר של 0.075 מ"מ (0.003 אינץ '). מרבית השמרים מתרבים בצורה בלתי-מינית עם ניצנים: בליטה קטנה בולטת מתאי גזע, מתרחבת, מתבגרת ונופלת.
כמה שמרים מתרבים באמצעות ביקוע, ותאי הגזע מתחלקים לשני תאים שווים. טורולה הוא סוג של שמרי בר שאינם מושלמים ולעולם אינם יוצרים נבגים מיניים.
סביבות טבעיות
שמרים מפוזרים בטבע עם מגוון רחב של בתי גידול. הם נמצאים בדרך כלל עלים של צמחים, פרחים ופירות, כמו גם באדמה.
הם נמצאים גם על פני העור ובדרכי המעי של בעלי חיים בעלי דם חם, שם הם יכולים לחיות בסימביוטיקה או כטפילים.
מה שמכונה "זיהום שמרים" נגרם בדרך כלל על ידי קנדידה אלביקנס. מלבד היותה הסוכן הסיבתי לזיהומים בנרתיק, קנדידה היא גם הגורם לפריחה של חיתול וקיכלי פה וגרון.
שימוש מסחרי
בייצור מסחרי, זני שמרים נבחרים מוזנים תמיסה של מלחים מינרלים, מולסה ואמוניה. עם הפסקת הגידול מופרדים השמרים מתמיסת התזונה, נשטפים ואורזים.
שמרי אפיה נמכרים בעוגות דחוסות המכילות עמילן או מיובשים בצורה גרגרית מעורבבת בקמח תירס.
ניתן לאכול שמרי בירה ושמרים תזונתיים כתוסף ויטמין. שמרים מסחריים הם 50 אחוז חלבון ומהווים מקור עשיר לוויטמינים B1, B2, ניאצין וחומצה פולית.
עניין מדעי
שמרים הם מוקד המחקר עבור חוקרים ברחבי העולם, וכיום ישנם אלפי מאמרים מדעיים.
עניין זה נובע מהעובדה שפטרייה חד-תאית זו היא אורגניזם הצומח במהירות בבקבוק וניתן לטפל בקלות ב- DNA שלו, תוך מתן תובנה לתהליכים ביולוגיים אנושיים בסיסיים, כולל מחלות.
יתרה מזאת, מכיוון שמדובר באורגניזמים חד-תאיים, הם קלים ללימודים ויש להם ארגון תאי דומה לזה שנמצא באורגניזמים עליונים ורב-תאיים כמו בני אדם, כלומר יש להם גרעין ולכן הם אוקיארוטיים.
דמיון זה בארגון הסלולרי בין שמרים לאוקריוטים גבוהים יותר מיתרגם לקווי דמיון בתהליכים הסלולריים הבסיסיים שלהם, כך שגילויים שנעשו בשמרים מספקים לעתים קרובות רמזים ישירים או עקיפים לגבי אופן פעולתם של תהליכים ביולוגיים בשמרים. בני אנוש.
מצד שני, פטריות חד-תאיות משכפלות במהירות וקל לתמרן גנטית. ישנן גם מפות ושיטות גנטיות מוגדרות היטב שהעניקו לחוקרים את התובנה הראשונה שלהן על הגנום וארגון שלו, והיו שיאן של מחקרים גנטיים שראשיתה במחצית הראשונה של המאה העשרים.
למעשה, מכיוון שגן השמרים דומה ברצף ה- DNA לגן אנושי, המידע שהמדענים השיגו במחקריו סיפק רמזים חזקים לגבי תפקידם של גנים אלה בבני אדם.
תגליות היסטוריות
על פי ההערכה, שמרים שימשו כמיקרואורגניזם תעשייתי במשך אלפי שנים והמצרים הקדמונים השתמשו בתסיסה שלו כדי לגדל לחם.
יש אבני שחיקה, תאי אפיה ורישומים של מה שנחשב למאפיות המתוארכות באלפי שנים, ואפילו חפירות ארכיאולוגיות חשפו צנצנות אמורות עם שרידי יין.
על פי ההיסטוריה, פטריות חד-תאיות אלו הוצגו לראשונה בעדשות באיכות גבוהה סביב שנת 1680 על ידי אנטוני ואן ליוונהוק.
עם זאת, הוא חשב כי הכדורים הללו היו חלקיקי עמילן מהדגן המשמש לייצור הובלת (התמצית הנוזלית המשמשת בבישול), ולא תאי שמרים לתסיסה.
מאוחר יותר, בשנת 1789, כימאי צרפתי בשם אנטואן לבואהייה, תרם להבנת התגובות הכימיות הבסיסיות הדרושות לייצור אלכוהול מקנה סוכר.
זה הושג על ידי הערכת היחס בין חומרים מתחילים ומוצרים (אתנול ופחמן דו חמצני) לאחר הוספת משחת שמרים. עם זאת, באותה תקופה נהוג היה לחשוב שהשמרים פשוט היו שם כדי להתחיל את התגובה ולא להיות ביקורתיים לאורך כל התהליך.
בשנת 1815 פיתח הכימאי הצרפתי גם ג'וזף-לואי גיי-לוסק שיטות לשמירה על מיץ ענבים במצב לא מופרז וגילה כי הכנסת תסיסה (המכילה שמרים) הייתה הכרחית להמיר את החובה המופרטת, והדגימה את חשיבות השמרים לתסיסה אלכוהולית.
מאוחר יותר, צ'רלס קניארד דה לה טור בשנת 1835, השתמש במיקרוסקופ בעל עוצמה גבוהה יותר כדי להוכיח כי שמרים הם אורגניזמים חד תאיים ומוכפלים על ידי הנבטה.
בשנות החמישים של המאה העשרים גילה לואי פסטר כי משקאות מותססים נבעו מההמרה של גלוקוז לאתנול על ידי שמרים והגדירה תסיסה "נשימה חסרת אוויר".
על מנת לאתר זימאז, השתמש אדוארד בוכנר בסוף שנות ה -18 של המאה ה -20 בתמציות נטולות תאים שהושגו על ידי טחינת שמרים, איסוף אנזימים המקדמים או מזרזים את התסיסה. הוא זכה בפרס נובל בשנת 1907 על מחקר זה.
בין השנים 1933 - 1961, אוג'ינד ווינגה המכונה "אבי הגנטיקה של השמרים", יחד עם עמיתו אוטו לוססן, תכננו טכניקות למיקרומניפ שמרים וכך יוכלו לחקור זאת גנטית.
מאז מדענים רבים אחרים ביצעו מחקר פורץ דרך וחלקם זכו בפרס נובל על תגליותיהם המשמעותיות, בהן: ד"ר לילנד הרטוול (2001); ד"ר רוג'ר קורנברג (2006); הרופאים אליזבת בלקברן, קרול גריידר וג'ק סוסטאק (2009), ולאחרונה גם הרופאים רנדי שקמן, ג'יימס רוטמן ותומס סאות'וף (2013) והדוקטור יושינורי אושומי (2016).
הפניות
- עורכי אנציקלופדיה בריטניה (2017). שמרים. Encyclopædia Britannica, Inc. נלקח מ: global.britannica.com.
- קייט ג '(2015). חד-תאיים או רב-תאיים? כיף עם פטרייה. התאושש מ: funwithfungus.weebly.com.
- עורכי ויקיפדיה (2017). אורגניזם חד-תאי. ויקיפדיה, האינציקלופדיה החופשית. התאושש מ: en.wikipedia.org
- צוות הפניה (2016). מהן פטריות חד תאיות ?. התייחסות. התאושש מ: reference.com.
- בארי סטאר (2016). פטריה חד-תאית. אוניברסיטת סטנפורד. התאושש מ: yeastgenome.org.