Caractéristiques, morphologie et cycle de vie de Saccharomyces cerevisiae

LeSaccharomyces cerevisiae ou levure de bière est une sorte de champignon unicellulaire qui appartient au bord Ascomicota, à la classe Hemiascomicete et à l'ordre Saccharomicetales. Il se caractérise par une large répartition des habitats, tels que les feuilles, les fleurs, le sol et l'eau. Son nom signifie champignon de sucre à la bière, car il est utilisé lors de la production de cette boisson populaire.

Cette levure a été utilisée pendant plus d'un siècle dans la cuisson et le brassage, mais c'est au début du 20ème siècle que les scientifiques y ont prêté attention, en en faisant un modèle d'étude.

Ce microorganisme a été largement utilisé dans différentes industries; Actuellement, il s’agit d’un champignon largement utilisé en biotechnologie, pour la production d’insuline, d’anticorps, d’albumine, entre autres substances présentant un intérêt pour l’humanité.

En tant que modèle d'étude, cette levure a élucidé les mécanismes moléculaires qui se produisent pendant le cycle cellulaire dans les cellules eucaryotes.

Index

• 1 caractéristiques biologiques
• 2 morphologie
• 3 cycle de vie
• 4 utilisations
  • 4.1 Pâtisseries et pain
  • 4.2 Complément alimentaire
  • 4.3 Fabrication de boissons
  • 4.4 Biotechnologie
• 5 références

Caractéristiques biologiques

Saccharomyces cerevisiae est un microbe eucaryote unicellulaire, globulaire, vert jaunâtre. Il est chimiorganotrophique, car il nécessite des composés organiques comme source d'énergie et ne nécessite pas la lumière du soleil pour se développer. Cette levure est capable d'utiliser différents sucres, le glucose étant la source de carbone préférée.

S. cerevisiae est anaérobie facultatif, car il est capable de croître dans des conditions de déficit en oxygène. Pendant cette condition environnementale, le glucose est converti en différents intermédiaires tels que l'éthanol, le CO2 et le glycérol.

Ce dernier est connu sous le nom de fermentation alcoolique. Au cours de ce processus, la croissance de la levure n'est pas efficace, mais c'est le milieu largement utilisé par l'industrie pour fermenter les sucres présents dans différents grains tels que le blé, l'orge et le maïs.

Le génome de S. cerevisiae a été complètement séquencé, étant le premier organisme eucaryote à être atteint. Le génome est organisé en un ensemble haploïde de 16 chromosomes. Environ 5800 gènes sont destinés à la synthèse des protéines.

Le génome de S. cerevisiae est très compact, contrairement aux autres eucaryotes, puisque 72% sont représentés par des gènes. Dans ce groupe, environ 708 personnes ont été identifiées comme participant au métabolisme, effectuant environ 1035 réactions.

Morphologie

S. cerevisiae est un petit organisme unicellulaire étroitement lié aux cellules des animaux et des plantes. La membrane cellulaire sépare les composants cellulaires de l'environnement externe, tandis que la membrane nucléaire protège le matériel héréditaire.

Comme dans d'autres organismes eucaryotes, la membrane mitochondriale est impliquée dans la génération d'énergie, tandis que le réticulum endoplasmique (ER) et l'appareil de Golgi sont impliqués dans la synthèse des lipides et la modification des protéines.

La vacuole et les peroxysomes contiennent des voies métaboliques liées aux fonctions digestives. Parallèlement, un réseau d'échafaudage complexe agit comme support cellulaire et permet le mouvement des cellules, remplissant ainsi les fonctions du cytosquelette.

Les filaments d'actine et de myosine du cytosquelette fonctionnent grâce à l'utilisation de l'énergie et permettent la mise en ordre polaire des cellules lors de la division cellulaire.

La division cellulaire conduit à la division asymétrique des cellules, résultant en une plus grande cellule souche que la cellule fille. Ceci est très commun chez la levure et est un processus défini comme bourgeonnement.

S. cerevisiae a une paroi cellulaire de chitine, donnant à la levure la forme cellulaire qui la caractérise. Cette paroi empêche les dommages osmotiques, car elle exerce une pression turgescente, conférant à ces micro-organismes une certaine plasticité dans des conditions environnementales dangereuses. La paroi cellulaire et la membrane sont reliées par l'espace périplasmique.

Cycle de vie

Le cycle de vie de S. cerevisiae est similaire à celui de la plupart des cellules somatiques. Il peut y avoir des cellules haploïdes et diploïdes. La taille cellulaire des cellules haploïdes et diploïdes varie en fonction de la phase de croissance et de la déformation de la souche.

Au cours de la croissance exponentielle, la culture des cellules haploïdes se reproduit plus rapidement que celle des cellules diploïdes. Les cellules haploïdes ont des bourgeons qui semblent adjacents aux précédents, tandis que dans les cellules diploïdes, ils apparaissent dans des pôles opposés.

La croissance végétative se produit par bourgeonnement, dans lequel la cellule fille commence comme une épidémie de la cellule mère, suivie par la division nucléaire, la formation de la paroi cellulaire et enfin la séparation cellulaire.

Chaque cellule souche peut former environ 20 à 30 bourgeons, son âge peut donc être déterminé par le nombre de cicatrices dans la paroi cellulaire.

Les cellules diploïdes qui se développent sans azote et sans source de carbone subissent un processus de méiose, produisant quatre spores (ascas). Ces spores ont une résistance élevée et peuvent germer dans un milieu riche.

Les spores peuvent former un groupe a, α ou les deux, ceci étant analogue au sexe chez les organismes supérieurs. Les deux groupes de cellules produisent des substances de type phéromone qui inhibent la division cellulaire de l'autre cellule.

Lorsque ces deux groupes de cellules sont trouvés, chacun forme une sorte de protubérance qui, lorsqu’elle se produit, finit par créer un contact intercellulaire produisant finalement une cellule diploïde.

Utilise

Pâtisserie et pain

S. cerevisiae est la levure la plus utilisée par les humains. Une des utilisations principales a été la cuisson et la fabrication du pain, car pendant la fermentation, la pâte de blé se ramollit et se dilate.

Supplément diététique

D'autre part, cette levure a été utilisée comme complément nutritionnel, car environ 50% de son poids sec est constitué de protéines, elle est également riche en vitamine B, en niacine et en acide folique.

Fabrication de boissons

Cette levure participe à la production de différentes boissons. L'industrie brassicole l'utilise largement. Grâce à la fermentation des sucres qui composent les grains d'orge, on peut produire de la bière, une boisson populaire dans le monde entier.

De même, S. cerevisiae peut fermenter les sucres présents dans les raisins, produisant jusqu'à 18% d'éthanol par volume de vin.

Biotechnologie

D'autre part, du point de vue biotechnologique, S. cerevisiae a été un modèle d'étude et d'utilisation, car c'est un organisme de culture facile, à croissance rapide et dont le génome a été séquencé.

L’utilisation de cette levure par l’industrie des biotechnologies va de la production d’insuline à la production d’anticorps et d’autres protéines utilisées en médecine.

Actuellement, l'industrie pharmaceutique a utilisé ce microorganisme dans la production de plusieurs vitamines, de sorte que les usines de biotechnologie ont délogé les usines pétrochimiques dans la production de composés chimiques.

Références

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