Строение дрожжевой клетки. Размножение дрожжей

Дрожжи — внетаксономическая группа одноклеточных грибов, утративших мицелиальное строение в связи с переходом к обитанию в жидких и полужидких, богатых органическими веществами субстратах.

Дрожжи представляют собой неподвижные одноклеточные организмы различной формы: округлой, овальной, эллипсоидной и др. Длина клеток колеблется от 5 до 12 мкм, ширина — от 3 до 8 мкм. При таких небольших размерах суммарная площадь поверхности дрожжевых клеток в 1 л бродящего виноградного сусла достигает 10 м2. Это обеспечивает активный обмен веществ дрожжей с окружающей средой.

Дрожжевая клетка состоит из клеточной стенки, прилегающей к ней цитоплазматической мембраны, цитоплазмы и рибосом, в которых происходят жизненно важные процессы обмена веществ.

 

Клеточная стенка состоит из полисахаридов, белка, липидов, фосфатов; содержит значительное количество гемицеллюлоз и пектина. Она пронизана мельчайшими порами, через которые проникают питательные вещества и выводятся продукты распада, т. е. происходит обмен веществ.

 

Цитоплазма состоит из воды, содержащей в растворенном состоянии углеводы, аминокислоты, минеральные соли, ферменты. В цитоплазму включены эндоплазматическая сеть (внутриклеточные мембраны), скопления рибосом, жировые капельки, митохондрии и так называемый аппарат Гольджи.

 

Митохондрии — это дыхательный аппарат клетки, где сконцентрированы окислительные ферменты системы АТФ—АДФ. Они обеспечивают клетку необходимой энергией за счет окисления углеводов, жирных кислот и других веществ.

 

Аппарат Гольджи состоит из ряда двойных изогнутых мембран. Он управляет общим ходом физиологических процессов, удаляет некоторые вещества, вырабатываемые клеткой.

 

Рибосомы — внутриклеточные частицы, состоящие из РНК и белков; участвуют в биосинтезе белка.

 

Ядро является носителем наследственных свойств организма. Оно представляет собой конгломерат хромосом с молекулами РНК и ДНК — носителями генетической информации. При размножении клеток ядро делится на 2 части, а при спорообразовании — на количество частей, соответствующих числу спор.

 

Вакуоль является обязательным органоидом дрожжевой клетки. Здесь накапливаются вещества, используемые клеткой при голодании: белки, жиры, углеводы, минеральные вещества и ферменты, гранулы полифосфата (волютин), полисахарид гликоген. Продолговатые дрожжевые клетки содержат две вакуоли.

 

Рубец — новообразование на поверхности клетки, где происходило отпочковывание новой (дочерней) клетки.

 

Существует 2 вида размножения дрожжей — вегетативное (бесполое) и половое с образованием спор. У большинства видов дрожжей вегетативное размножение осуществляется почкованием, редко делением (Schizosaccharomyces). Аспорогенные. дрожжи размножаются только почкованием. Половое размножение происходит при неблагоприятных условиях, когда дрожжи перестают почковаться и превращаются в сумки (аски) со спорами — аскоспоры. Половой процесс заключается в копуляции (слиянии) 2 вегетативных клеток путем сближения их и образования копуляционного канала, в котором происходит слияние частей плазмы и ядра клеток, называемое кариогамией, с образованием диплоидной зиготы, представляющей 2 клетки, соединенные копуляционным каналом. Редукционное деление, или мейоз, сопровождаемое уменьшением числа хромосом вдвое, происходит сразу, без полового процесса, и зигота превращается в аск с 4 гаплоидными спорами, поэтому вегетативное поколение таких спор гаплоидно. Споры прорастают без копуляции. Так происходит размножение у дрожжей Zygosaccharomyces. У дрожжей Saccharomyces половой процесс происходит при слиянии спор или проросших из них клеток с образованием диплоидной зиготы, которая сразу начинает почковаться, образуя диплоидное потомство. Мейоз происходит непосредственно перед образованием спор.