Дрожжи являются эукариотическими организмами. Их строение сходно со строением грибной клетки. Дрожжевая клетка окружена достаточно толстой клеточной стенкой. Внутри расположено много органелл: эндоплазматическая сеть, обособленное ядро, митохондрии, рибосомы, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли и включения.
Дрожжи обладают всеми признаками эукариот. В их геноме нет оперона, транскрипцию у них ведут три типа РНК-полимераз, а мРНК имеют типично эукариотическое строение. Они содержат специфические эукариотические белки (гистоны, актин, тубулин, пептидные гормоны) и эукариотические органеллы (ядерная мембрана, митохондрии, 80S рибосомы, эндоплазматическая мембрана, аппарат Гольджи, лизосомы). Каждая хромосома их несет по одной центромере, по две теломеры и по несколько ori-сайтов инициации репликации. Дрожжевые клетки могут гликозилировать белки, синтезируемые ими [3].
К дрожжам относятся грибы, которые размножаются вегетативно почкованием и делением. В таксономическом плане дрожжи относятся к различным таксонам. Большинство из них относятся к аскомицетам, например «культурные» дрожжи – пивные и хлебопекарные, а также наиболее типичные почвенные дрожжи рода Lipomyces. Дрожжи в природе часто находятся в ассоциациях с растениями или беспозвоночными животными, встречаются на листьях деревьев и других его частях. По сравнению с другими грибами в почве их немного, хотя в холодных почвах они могут преобладать, поскольку предпочитают температуры, близкие к 00. Отмечено зональную закономерность в распространении дрожжей: для черноземов характерны дрожжи Lipomyces tetrasporus, для кислых дерново-подзолистых, бурых лесных почв, красноземов и желтоземов – Candida podsolica.
Дрожжи встречаются в природе в различных органических субстратах, вызывающих их сбраживания, улучшают образование гумуса в почве. Несмотря на малый размер, дрожжи отличаются высокой биосинтетической активностью. Они могут синтезировать большое количество белков, жиров, углеводов и других биологически активных соединений. Что касается практического использования дрожжей, то в последние десятилетия разнообразие биотехнологических процессов с привлечением дрожжевых грибов значительно увеличилось. Сейчас дрожжи используются для получения различных ферментных препаратов, органических кислот, полисахаридов, многоатомных спиртов, витаминов и витаминных добавок, а также в других мелкомасштабных процессах. Используют их в пивоварении, виноделии, хлебопекарной промышленности, при создании кормового белка при изготовлении комбикормов для животноводства [2].
Но в последние годы большое внимание уделяется дрожжам как потенциальным продуцентам липидов, что может быть перспективным в производстве масел и топлив биологического происхождения. Сейчас существуют различные технологии производства биотоплива. Достаточно широко используется сейчас производство дизельного топлива из рапса. Это растение дает высокий выход жира. Но в отличие от рапса дрожжи не истощают почву, поскольку растут в биореакторах и не вредят окружающей среде. Это преимущество микроорганизмов довольно существенное в экологическом и агропромышленном плане. Интенсивное внедрение технологии получения дрожжевого биотоплива освобождает плодородные земли для посева более ценных злаковых культур. На сегодняшний день приобретает все большее значение производство дизельного топлива из водорослей. Оно используется как авиатопливо. В Берлине авиасалон ILA известен не только своей качественной техникой, но и тем, что дополнительное топливо они получают из водорослей. Но одной из технологических проблем является то, что клетки микроводорослей накапливают в себе токсины, тогда как дрожжи практически не образуют токсичных веществ.
Как продуценты микробных липидов используют дрожжи родов Cryptococcus, Rhodotorula, Lypomyces, Candida. Среди этой группы наибольшей производительностью обладают следующие виды: Cryptococcus terricolus, Rhodotorula gracilis, Rhodotorula glutinis, Lypomyces starkeyi, Lypomyces lipofer и другие. Они накапливают значительные количества липидов (от 35 до 55% от сухой массы клетки), состав которых зависит от используемого источника углерода [1].
Литература
- Исламмагомедова, Э.А., Исламова, Ф.И. О некоторых физиолого-биохимических свойствах дрожжей рода Saccharomyces в зависимости от состава питательной среды // Вестник ДГИД РАН. 2001. – № 9. – С. 66–68.
- Методыобщей бактериологии: пер. с англ./ Под ред. Ф. Герхарда и др. – М.: Мир, 1984. – т.2. – 472 с
- Усатый, А., Гроссу, Л., Калкатинюк, А. и др. Применение некоторых металлокомплексов в биотехнологии культивирования олеогенных дрожжей. Микробиология и биотехнология на рубеже ХХ1 столетия. Межд.конф. Минск, 1–2 июня 2000, С. 21.
Автор статьи: Дохторук Андрей, ст. каф. Микробиология и вирусология, Днепропетровского национального университета им. Олеся Гончара