Saccharomyces cerevisiae

CARATTERISTICHE

Saccharomyces cerevisiae è un microrganismo eucariotico unicellulare e osmofilo appartenente al dominio Fungi, nel quale sono inclusi anche le muffe e funghi. In natura questo ceppo si puó incontrare in una grande varietá di ambienti e superfici, nonostante la sua importanza sia particolarmente associata al campo dell’alimentazione, dato il suo ruolo da protagonista in processi di fermentazione alcolica.

A parte sulla superficie di molti alimenti, S. cerevisiae è stato identificato anche a livello del tratto gastrointestinale e di altre superfici corporee così come in ambienti acquatici o in campioni di terreno.

Un’opinione comune è quella secondo cui S. cerevisae sia stato isolato per la prima volta nel 1938 sulla superficie di fichi californiani da parte di Emil Mrak. Solo successivamente, Robert Mortimer mise appunto dei meccanismi di intreccio genetico che lo portarono ad ottenere un nuovo ceppo chiamato S288c, comunemente usato in ricerca.

Sicuramente, la fama di S. cerevisiae è correlata alla sua capacità di metabolizzare e convertire fonti zuccherine in alcool durante la fermentazione alcolica, processo che è alla base della produzione della birra, del vino e di altre bevande distillate. Inoltre, viene utilizzato anche nel processo di panificazione come agente lievitante.

S. cerevisae è in grado di esistere sia sotto forma di cellule aploidi che diploidi, grazie al suo particolare ciclo riproduttivo, in cui si alternano una riproduzione asessuata per gemmazione ad una riproduzione sessuata con l’accoppiamento di coppie di cellule aploidi distinte.

Figura 1: Ciclo vitale di Saccharomyces cerevisiae, in cui si alternano una fase aploide (alfa o a) ad una diploide (alfa/a) per mezzo di un meccanismo di coniugazione.

La facile manipolazione di questo organismo ne ha reso un perfetto “organismo eucariotico modello”, caratterizzato da sequenze geniche e proteiche omologhe a quelle dell’uomo.

S. cerevisae è il componente principale di un anti-emorroidale chiamato “Preparazione H”.

FILOGENESI

DominioEucarioti
RegnoFungi
SubregnoDikarya
PhylumAscomycota
SubphylumSaccharomycotina
ClasseSaccharomycetes
OrdineSaccharomycetales
FamigliaSaccharomycetaceae
Genere Saccharomyces
Speciecerevisiae

MORFOLOGIA DELLE COLONIE

S. cerevisiae presenta una forma globosa ed ellittica con un diametro all’incirca di 5-10 µm nella sua forma diploide. Le cellule aploidi assumono invece una forma più sferoidale con un diametro di circa 4 µm. In coltura S. cerevisae presenta una colorazione giallo-verdastre. In un comune terreno di coltura per lieviti come il YPD (yeast extract peptone dextrose), questo microrganismo impiega 90 minuti per duplicarsi anche se le colonie sono visibili solo dopo 2-3 giorni dall’inoculo.

Figura 2: Saccharomyces cerevisae al microscopio ottico.

La sua temperatura ottimale di crescita è di 30 °C, in condizioni anaerobiche facoltative e in presenza di terreni ricchi di composti organici (carboidrati, proteine e lipidi) fonti di azoto, fosforo e micronutrienti.

Figura 3: Saccharomyces cerevisiae su terreno di coltura YGC-agar (yeast extract glucose chloramphenicol agar).

PATOGENESI

S. cerevisiae non è normalmente considerato un microrganismo patogeno. In persone sane, la patologia risultante dall’infezione da parte di questo lievito è piuttosto rara, sebbene sia stata riportata. Ad esempio, l’1% di tutte le infezioni a livello vaginale sono attribuibili a S. cerevisae, e la sintomatologia associata a queste è comparabile alla più comune infezione da lievito causata da Candida albicans. Sembra inoltre che l’infezione causata da S. cerevisae sia molto più problematica nei pazienti immunodepressi i quali generalmente riportano una sintomatologia nota con il nome di “simil-febbre”.

METODI DI IDENTIFICAZIONE

Attualmente, le tecniche di biologia molecolare riconosciute per l’identificazione di S. cerevisae sono particolarmente utili per individuare i ceppi utili per la vinificazione e sono principalmente:

  • rDNA PCR-RFLP (restriction fragments length polymorphisms)

Tale metodo si basa sull’amplificazione di regioni specifiche di unità ripetute di rDNA (tra cui gli spaziatori interni trascritti ITS1 e ITS2 e il gene 5.8S rRNA integrato o il gene 265 rRNA). Tali regioni hanno sequenze altamente conservate e sequenze che mostrano un alto grado di variabilità genetica tra lieviti di specie differenti.

  • RFLP (restriction fragments length polymorphism) del DNA mitocondriale (mtDNA)

Il DNA mitocondriale (mtDNA) del S. cerevisiae è una piccola molecola di 65-80 Kb il cui grado di variabilità può essere osservato mediante l’analisi di restrizione. L’alto grado di polimorfismo del mtDNA consente di analizzare la variabilità di specifici ceppi vinari di S. cerevisiae. Si tratta di uno dei metodi più utilizzati al fine di caratterizzare i lieviti vinari isolati durante la fermentazione.

  • Amplificazione delle sequenze Delta (δ)

Le sequenze Delta sono elementi di 0,3 Kb (334 bp) che affiancano i retrotrasposoni Ty1 in S. cerevisiae. All’interno del genoma del lievito sono state trovate tra 35 e 55 copie di sequenze delta, come parte dei retrotrasposoni Ty1 o come elementi isolati. Tuttavia, tali sequenze delta sono concentrate nelle regioni genomiche che si legano ai geni tRNA. Il numero e l’ubicazione di questi elementi presentano una certa variabilità intraspecifica che Ness et al (1993) hanno utilizzato per l’elaborazione di primer specifici: δ1 e δ2 utili per la differenziazione del ceppo S. cerevisiae

  • Genotipizzazione per mezzo di microsatelliti

I microsatelliti sono brevi sequenze nucleotidiche ripetute in tandem lunghe da 1 a 10 pb. Tali sequenze sono diffuse in tutto il genoma del lievito, sia nelle regioni di codificazione sia in quelle di non codificazione ma con una percentuale più bassa nelle regioni di codificazione. I marker microsatellitari sono dei loci polimorfi per i quali la diversità degli alleli permette di differenziare i ceppi di una stessa specie di lieviti . I vari loci sono noti e possono essere usati per tipizzare ceppi di S. cerevisiae (Legras et al. 2005). I profili ottenuti da una combinazione di almeno sei microsatelliti permettono un’efficace differenziazione di ceppi di S. cerevisiae

Fonti:

Informazioni su Serena Galié 48 Articoli
Laureata in Biotecnologie Mediche con curriculum internazionale in Management in Medical Biotechnology presso l'Università Alma Mater Studiorum di Bologna. Master in Biotechnology of Environment and Health presso l'Università di Oviedo, in Spagna. Attualmente studentessa di un PhD in Nutrizione e Metabolismo presso l'Università Rovira I Virgili, a Tarragona in Spagna.

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