Pohlavné rozmnožovanie kvasiniek: Komplexný pohľad

Kvasinky sú jednobunkové hubové mikroorganizmy, ktoré sú široko využívané v potravinárstve a biotechnológiách. Napriek ich rozšírenému použitiu a užitočnosti sú medzi nimi aj pôvodcovia chorôb. Kvasinky nepredstavujú prirodzenú taxonomickú skupinu, a preto je nemožné ich jednotne definovať. V zásade sú to jednobunkové huby, ktorých nepohlavné rozmnožovanie prebieha pučaním alebo delením bunky. Historicky boli prvýkrát pozorované Antoni van Leeuwenhoekom, ktorý opísal malé guličky v pive pomocou primitívneho mikroskopu.

Rozmnožovanie kvasiniek

Kvasinky sa môžu rozmnožovať nepohlavne, a to väčšinou pučaním, s výnimkou niekoľkých druhov takzvaných deliacich sa kvasiniek. Počas pučania sa na materskej bunke vytvorí púčik, ktorý sa postupne zväčšuje a po dosiahnutí dostatočnej veľkosti sa oddelí od materskej bunky. U väčšiny kvasiniek možno okrem nepohlavného rozmnožovania pozorovať aj rozmnožovanie pohlavné, pri ktorom vznikajú spóry.

Pohlavné rozmnožovanie

Pri pohlavnom rozmnožovaní splynú (konjugujú) dve bunky a následne sa spoja aj ich jadrá - dôjde ku karyogamii. Občas k nej dôjde neskôr, takže medzitým existuje dikaryontná fáza, pri ktorej sa bunky s dvoma jadrami delia a dávajú vznik dikaryotickému mycélia. Konjugáciou dvoch kvasinkových buniek vzniká zygota, ktorá neskôr sporuluje za vzniku asku alebo bazídia, v ktorých sú uložené spóry. Pre sporuláciu je nevyhnutné meiotické delenie, počas ktorého vzniknú 4 spóry, ktoré sa však môžu ďalej deliť, takže niekedy je v asku 8, 16 alebo aj viac spór.

Keďže u kvasiniek sa sleduje silný sklon k redukcii pohlavného rozmnožovania, u mnohých druhov splynú dve somatické (diploidné) bunky, alebo k žiadnej konjugácii vôbec nedochádza (ide potom o takzvané imperfektné kvasinky).

Genetika a bunkový cyklus

V priebehu normálneho životného cyklu sú kvasinky haploidné, čo znamená, že majú po jednej kópii od každého chromozómu, a teda jedinú kópiu od každého génu. Haploidné bunky sa rozmnožujú asexuálne prostredníctvom mitózy. Pre konštrukciu genetickej mapy kvasiniek boli vypracované rôzne metódy založené na využití procesu meiózy alebo mitózy. Jednou z nich je často používaná tetrádová analýza, ktorá je základnou mapovacou metódou. Väčšina génov je sústredená v chromozómoch. Kvasinkový chromozóm je tvorený lineárnou molekulou dsDNA, ktorej veľkosť sa pohybuje okolo 1,107 Mbp. V kvasinkách sa nachádza približne 20 - 100 molekúl mitochondriálnej DNA (mtDNA) v závislosti od kultivačných podmienok, rastovej fázy a podobne. Plazmidová DNA obyčajne nie je pre bunky dôležitá, pretože nekóduje esenciálne životné funkcie. Vo väčšine laboratórnych kmeňov kvasinky S. cerevisiae je však možné v jadre nájsť kruhový 2 μm plazmid. Okrem toho kvasinka obsahuje plazmidovú DNA asi v 60 kópiách v haploidnom a dvojnásobný počet v diploidnom štádiu.

Typy a využitie kvasiniek

Medzi vreckaté huby (Ascomycota) patrí viac ako 30 000 samostatne žijúcich druhov. Kvasinkotvaré (Saccharomycetales) sú výnimočné tým, že nevytvárajú plodnicu (askokarp) ako všetky ostatné vreckaté huby a vrecká vznikajú jednotlivo po karyogamii. Ich stielka je zväčša jednobunková. Pohlavne sa rozmnožujú splývaním haploidných buniek, výsledkom čoho je diploidná zygota, ktorá sa meioticky rozdelí na 4 askospóry. Niekedy sa zygota delí len mitoticky na diploidné dcérske bunky, ktoré žijú ako samostatné organizmy. Kvasinky majú vynikajúce fermentačné schopnosti, pri ktorých produkujú alkoholy, organické kyseliny a oxid uhličitý.

Ekonomicky významné druhy

• Kvasinka pivná (Saccharomyces cerevisiae): Je všeobecne využívaná kvasinka, nevyhnutná pri varení piva, výrobe vína, pečení chleba a pod. Priemyselne využívané kmene sú väčšinou stáročia šľachtené a polyploidné. Okrem toho je táto kvasinka ako jednoduchý eukaryotický organizmus tiež zaujímavým modelom v molekulárnej biológii.
• Kvasinka vínna (Saccharomycetes cerevisiae var. ellipsoideus): Je veľmi podobným a úzko príbuzným druhom kvasinky pivnej.
• Rhodotorula glutinis: Je zaradená k významným priemyselným kmeňom.
• Phaffia rhodozyma: Používa sa vďaka vysokému obsahu karotenoidného farbiva astaxantínu ako diétny doplnok výživy lososov a hydiny.

Kvasinky v ovocných kvasoch

Príprava kvalitných destilátov z ovocia je podmienená zdravým a čistým ovocím, správnou prípravou kvasu a procesom destilácie. Spontánne kvasenie, ktoré trvá niekoľko týždňov či mesiacov, má za následok prílišné okysličovanie kvasu. Tým sa nielen strácajú cenné aromatické látky, ale nastupujú i baktérie octového kvasenia. Tomu sa predíde kvasením s čistými kultúrami kvasiniek, ktoré nastupujú veľmi rýchlo a kvasenie je bezpečné a pod kontrolou.

Na stimulovanie rastu a rozmnožovanie kvasiniek v kvase sa odporúča aplikácia živných solí, ktoré svojím zložením aktivujú a zabezpečujú správny priebeh fermentačného procesu. V ovocí sa nachádzajú enzýmy, bielkoviny, ktoré pôsobia ako dôležité biokatalyzátory. Pre ovocné kvasy sú najdôležitejšie pektinázy, ktoré rozkladajú pektín a tým sa stáva kvas tekutejším. Dochádza tak k ľahšiemu prístupu cukru kvasinkám a tým k vyššiemu výťažku alkoholu.

Vybrané kmene kvasiniek pre kvasenie ovocia:

Kvasinkové infekcie a ich prevencia

Kandidóza je pomerne bežná kvasinková infekcia, ktorá postihuje mužov i ženy. Zvyčajne je neškodná, ale môže byť nepríjemná a stále sa vracať. Kvasinka belostka obyčajná (Candida albicans) sa vyskytuje prirodzene v/na tele zdravých jedincov a má tendenciu sa rozmnožovať v teplých a vlhkých podmienkach, spôsobujúc hubovú infekciu. Patogénne druhy kvasiniek zahŕňajú napríklad zástupcov rodov Candida, Cryptococcus, Trichosporon, ktoré vyvolávajú rôzne kožné a slizničné ochorenia. Candida albicans, zástupca imperfektných kvasiniek, je patogén urogenitálneho traktu.

Príčiny a rizikové faktory

• Premnoženie mikroorganizmov prispieva strava bohatá na cukor, obezita a oslabenie imunitného systému.
• U žien sa infekcie častejšie objavujú v tehotenstve alebo pri užívaní hormonálnej liečby, pretože sa zvyšuje hladina estrogénov, čo ovplyvňuje uskladňovanie zásobného cukru v bunkách pošvy a poskytuje kvasinkám výživu.
• U mužov sú mimoriadne citliví na rozvinutie infekcie jedinci s konstrikciou predkožky alebo oslabeným imunitným systémom (napr. pri cukrovke). Zvýšené riziko hrozí aj po liečbe antibiotikami.

Príznaky a diagnostika

U žien: biely vaginálny výtok hrudkovitej konzistencie, nepohodlie v intímnej oblasti, svrbenie a podráždenie vagíny, bolesť a pichanie počas pohlavného styku alebo močenia.U mužov: začervenanie kože žaluďa, opuch a zdurenie v okolí predkožky, svrbenie a pálenie (intenzívnejšie pri močení alebo sexe), biely výtok pod predkožkou.Kandidóza môže postihnúť aj nechty (belavý povlak, šupinatosť, lámavosť) alebo jazyk (belavý povlak, nepríjemný zápach z úst). Diagnostika zahŕňa fyzické vyšetrenie, odbery sterov na kultiváciu a vylúčenie iných infekcií.

Liečba a prevencia

Liečba u mužov je často účinná voľne dostupnými krémami na báze klotrimazolu (Canesten) alebo orálnymi kapsulami na báze flukonazolu. U tehotných žien sa smie liečiť iba lokálne, celkové antimykotiká sú zakázané. Pokiaľ sa kvasinková infekcia opakuje, žena ju už vie rozoznať od iného, závažnejšieho ochorenia. Vtedy stačí, ak zájde do lekárne a kúpi si voľnopredajné perorálne alebo lokálne antimykotikum. Ak pacientka liečbu podcení, kvasinková infekcia síce nemôže poškodiť ostatné pohlavné orgány, no môže prejsť do chronického stavu.

Prevencia zahŕňa:

• Pravidelná hygiena genitálií bez agresívnych parfumovaných mydiel.
• Správne osušenie genitálií po umytí.
• Nosenie voľnej bavlnenej spodnej bielizne.
• Prevencia cukrovky a obezity.
• Posilňovanie imunity, príjem probiotík a vlákniny.
• Ženy, ktoré užívajú hormonálnu antikoncepciu, môžu zvážiť úpravu dávky estrogénu.
• V prípade náchylnosti na infekcie po pohlavnom styku sa odporúča špeciálny vaginálny výplach hneď po styku.
• Vyhnúť sa mokrým plavkám po kúpaní, najmä ak je žena náchylná na zápaly.

tags: #pohlavne #rozmnozovanie #kvasinie

Populárne príspevky:

• Inšpirácie pre svadobnú výzdobu
• Všestranná bylina rýmovník
• Ako sa starať o magnóliu v záhrade
• ochrana sliviek pred kučeravosťou listov
• Informácie o kvete divej slivky