Drożdże piekarniane (Saccharomyces cerevisiae)

Wstęp
Drożdże piekarniane to jadalne, mikroskopijne workowce, użytkowane wielostronnie od tysięcy lat w piekarnictwie i gorzelnictwie, produkcji witaminy B, jak również organizm modelowy do badań biomedycznych. Zaliczamy je do rodziny drożdżakowatych Saccharomycetaceae oraz rzędu drożdżakowców Saccharomycetales. Drożdże odbiegają od typowych workowców wieloma cechami np.: brakiem owocników; brakiem strzępek workotwórczych oraz stadium dikariofazy; tudzież znikomym udziałem chityny, a znacznym udziałem mannanów oraz glukanów w ścianach komórkowych. Z uwagi na mikroskopijne rozmiary, skrajnie uproszczoną budowę oraz swoiste sposoby rozmnażania i wymiany genów, schemat opisu drożdży musi odbiegać od opisów typowych, kapeluszowych workowców takich jak smardze i naparstniczki.
Sezon
Drożdże piekarniane są zwykle hodowane przez człowieka. Mogą jednak występować dziko. W ciepłych krajach pozostają aktywne cały rok, w naszym klimacie niektóre dzikie szczepy zimują w przewodzie pokarmowym królowych os (głównie szerszenia i klecanek), po czym wiosną przenoszone są na ich larwy, latem na dojrzałe i gnijące owoce.
Występowanie
Poszczególne szczepy hodowlanych drożdży spotkamy tam gdzie się je wykorzystuje: drożdże piekarniane w zaczynie ciast w piekarniach; drożdże piwne w browarach; gorzelnicze w gorzelniach; a różne szczepy w laboratoriach medycznych i naukowych, bioreaktorach do produkcji przeciwciał i antybiotyków. Dzikie szczepy drożdży piekarnianych (górnej fermentacji) rozwijają się szczególnie obficie na opadłych owocach (zwłaszcza ciemnych śliwach i winogronach), w ciałach niektórych owadów i na korze drzew.
Wygląd
Drożdże piekarniane to widoczne dopiero pod mikroskopem, okrągłe lub szeroko jajowate jednokomórkowce. Mierzą zazwyczaj od 5 do 10 mikrometrów. Komórki Saccharomyces cerevisiae jako jedyne w świecie zawierają niespotykane u innych organizmów żywych organellum, zwane ciałkiem Berkeleya.
Cykl życiowy
Haploidy rozmnażają się dzieląc poprzez podział jądra na drodze mitozy i powstanie komórki potomnej przez pączkowanie. Pączkowanie polega na wytworzeniu przez osobnika rodzicielskiego niewielkiego fragmentu, stopniowo odrywającego od rodzica i rosnącego. Powstałe z pączków haploidy są identyczne genetycznie, z czasem także fenotypowo jak ich rodzic. U drożdży piekarnianych (d. górnej fermentacji, gorzelniczych) pączkowanie dominuje w dobrych warunkach: przy dostatku pożywienia, optymalnej ciepłocie. Długotrwałe pomnażanie tylko przez mitozę może drożdżom szkodzić, gdyż w kolejnych pokoleniach gromadzą się coraz to nowsze mutacje somatyczne.
Właściwości
Drożdże piekarniane charakteryzują się smakiem umami oraz brunatnym kolorem.
Zastosowanie
Drożdże piekarniane szeroko wykorzystywane w naukach biomedycznych. Wynika to z ich niskich wymagań, prostoty hodowli (opracowanej wieki wcześniej na potrzeby rzemiosła i przemysłu), błyskawicznego wzrostu, braku etycznych dylematów przy hodowli, wreszcie doskonałej znajomości ich genomu i proteomu. Choć są jednokomórkowymi, skrajnie uproszczonymi workowcami to ich komórki zadziwiająco wiele łączy z ludzkimi. Stały się zatem pierwszym organizmem eukariotycznym, jakiemu zsekwencjonowano cały genom. Skoro S. cerevisiae przechodzą mejozę, co więcej tą mejozę łatwo obserwować, to wybornie nadają się do badań nad płcią i zmiennością. Skoro przez większość swego cyklu życiowego pozostają haploidami, a do tego łatwo manipulować ich genami na drodze inżynierii, to łatwo je wstawiać im nowe geny, wyciszać istniejące, po czym utrzymywać linie czyste. Mała ilość niekodującego DNA czyni z tych jednokomórkowych workowców wspaniały model do poznania dużo bardziej skomplikowanych, acz w sumie podobnych genomów ludzi, zwierząt i roślin naczyniowych. Wprowadzenie badań podstawowych na drożdżach w wielu krajach przyczyniło się do szybszego rozwoju sektora B+R i w ogóle przemysłu.