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Cómo fue la evolución de la levadura

Jueves, 21 Agosto 2014 - 12:00am

Ingredientes / Nutrición

Los investigadores llevaron a cabo un análisis comparativo de los cerca de 60 genomas de hongos para determinar los rasgos genéticos que permitieron la evolución convergente de las levaduras.

La célula de levadura está envuelta por una membrana exterior denominada pared celular. La membrana celular que regula los cambios de la célula con el medio exterior permite la entrada de nutrientes a la célula; y el CO2 y el alcohol son evacuados. La membrana celular regula por procesos osmóticos (fenómeno de difusión entre dos soluciones de concentración diferente) la cantidad de agua contenida en la célula.
El citoplasma es la parte fundamental viva de la célula y contiene:
Un núcleo con los cromosomas (material genético).
Algunas vacuolas, pequeños cuerpos elípticos llenos de jugo celular que constituyen las reservas nutritivas.
Otros orgánulos, los ribosomas, las mitocondrias...
Los enzimas que se producen a nivel de citoplasma son:

• La maltasa que transforma la maltosa que penetra en la célula en glucosa.
• La invertesa que transforma la sacarosa en glucosa y fructosa.
• La zimasa que transforma la glucosa en fructosa y la descompone en alcohol y CO2.

Antes de la división de la célula, los cromosomas se sitúan en medio del núcleo y después se dividen en dos partes iguales. Se forma una pared entre las dos mitades de núcleo y éste se divide en dos. Durante este tempo empieza la gemación. Cuando la yema tiene el suficiente tamaño acoge uno de los nuevos núcleos antes de separarse de la célula madre para dar lugar a una nueva célula.
Este tipo de multiplicación se denomina reproducción asexual y permite a una célula madre engrendrar 17 millones de células en 72 horas.

Las levaduras se encuentran en múltiples clados fúngicas y uno de los más conocidos es Saccharomyces cerevisiae, que se utiliza tanto en la preparación de alimentos y como un organismo modelo para el desarrollo de biocombustibles. Mientras que muchas levaduras tienen una forma unicelular, varias levaduras también pueden tomar la forma de hongos filamentosos. 
A pesar de sus linajes divergentes, las levaduras tienen muchas similitudes fenotípicas y metabólicas. Para obtener más información sobre la evolución convergente de las levaduras, un equipo que incluye investigadores del Departamento de Energía del Instituto Conjunto del Genoma (JGI), y varios colaboradores de DOE JGI en Estados Unidos, llevó a cabo un análisis comparativo de casi 60 genomas de hongos.
Sus resultados aparecieron con antelación en línea 18 de julio 2014 en Nature Communications .
Muchos de los genomas utilizados en el estudio fueron secuenciados y analizados en el DOE JGI. Para el estudio, el equipo desarrolló un oleoducto computacional denominado COMPARE o phylogenomic análisis comparativo de la evolución rasgo con el fin de identificar los genes que habían sido heredadas de un ancestro compartido (genes ortólogos) y determinar las duplicaciones o pérdidas de genes en los árboles de filogenia cartografiadas.
El equipo informó el potencial crecimiento es similar a la levadura hace unos 770 millones de años. También señalaron varias clases de genes que se conservaron, probablemente debido a su papel en los procesos esenciales, como la replicación del ADN y el crecimiento multicelular.
"Sugerimos que la caja de herramientas genética de crecimiento similar a la levadura se ha añadido en la parte superior del programa de la división celular eucariota temprano en la evolución de hongos y ha sido ampliamente conservado durante la evolución de hongos", escribió el equipo.
"Este hallazgo explica por la presencia generalizada de levaduras y hongos dimórficos con fases levadura notablemente similares entre filogenéticamente diversos grupos de hongos."
En particular, identificaron varios genes a través de las especies relacionadas con un factor de transcripción única (TF) de la familia llamada Zn-cluster TFS. Esta familia regula los procesos como la capacidad de cambiar de forma a partir de levaduras de hongos filamentosos.
Este mecanismo puede estar implicado en la evolución convergente, o el proceso en el que los diferentes organismos no están estrechamente relacionados con la evolución independiente de la levadura fenotipo.