AUTOLĪZE: CĒLOŅI, FĀZES UN SEKAS - BIOLOĢIJA - 2025

Autolīzes ir process, kurā šūnas tiek fermentatīvi sagremota, ko darbības saviem fermentiem. Tas burtiski nozīmē, ka šūnā tiek iedarbināti mehānismi, kas noved pie pašas līzes (nāves).

Šis "pašnoārdīšanās" process ir novērots baktēriju un sēnīšu normālas augšanas un attīstības laikā. Tomēr daudzos zinātniskos tekstos ir noteikts, ka tas ir raksturīgi "mirstošām" šūnām vai "ievainotajām" vai "ievainotajām" šūnām.

Rauga šūnu struktūras reprezentatīvā diagramma (Avots: Frenkijs Robertsons, izmantojot Inkscape, pats darbs. Via Wikimedia Commons)

Autolīze notiek arī dzīvnieku un augu audos, taču daži autori šo procesu raksturo kā nebakteriālu “pašsadalīšanos”, kas notiek pēc šūnu nāves.

Šo procesu Salkovskis 1890. gadā aprakstīja kā fermentatīvu pašsagremošanās procesu, bet tieši Jēkabi 1900. gadā radīja terminu autolīze. Mūsdienās ir zināms, ka fermenti, kas ir atbildīgi par šo procesu, nav līzes "blakusprodukti", bet ir tie paši fermenti, kas piedalās šūnu procesos.

Ņemot vērā tā nozīmīgumu nozarei, vispusīgāk pārskata autolītiskais process notiek tajā, kas notiek raugos, īpaši tādos, ko izmanto alkoholisko dzērienu (vīna un alus) fermentācijas procesā un maizes ceptuvē.

Rauga autolītiskos atvasinājumus parasti izmanto barotnes sagatavošanā, jo tie ir labs aminoskābju un citu barības vielu avots.

Autolīzes cēloņi

Autolīze var notikt, reaģējot uz vairākiem faktoriem. Vienšūnu organismos (mikroorganismos) šī parādība reaģē uz daudziem vides apstākļiem, piemēram, temperatūru, pH, skābekļa koncentrāciju, barotnes sastāvu, barības vielu daudzumu, toksisko vielu klātbūtni utt.

Piemēram, vīna vai alus raudzēšanas laikā raugu autolīze notiek, reaģējot uz fermentējošā šķidruma uzturvielu sastāvdaļu samazināšanos, kā arī uz ievērojamu etanola, kas ir viens no produktiem, koncentrācijas palielināšanos. savu metabolismu.

Cilvēkiem ir pierādīts, ka autolītiskos procesus var izraisīt ilgstoša ķirurģiska iejaukšanās vai medicīniskas procedūras, īpaši endoskopisko submukozālo sadalījumu laikā.

Turklāt daudziem dzīvniekiem autolīze notiek vietās, kur ir brūces vai mežģīnes, un dziedināšanas laikā pilda bojāto audu likvidēšanas funkciju.

Dažos augu audos autolīze funkcionē augšanā un attīstībā, kā arī ūdens un gāzu transportēšanā caur ksilēmas kanāliem, kas notiek, pateicoties traheīdu protoplastu (membrāna + citosols) sadalīšanās procesam; rodas, reaģējot uz stimuliem, kas raksturīgi augu attīstībai.

No otras puses, dažām pavedienu sēnīšu sugām var notikt to šūnu autolīze, reaģējot uz dažām antibiotikām vai toksiskām vielām, kas tiek izmantotas apkārtējā vidē.

Fāzes

Autolītiskais process, kas tiks aprakstīts turpmāk, ir tas, kas notiek raugos, tomēr to var ekstrapolēt uz jebkuru mikroorganismu vai jebkuru šūnu grupu augu vai dzīvnieku audos.

Šūnu nāve

Katrs autolītiskais process sākas ar attiecīgās šūnas nāvi. Sākotnējā parādība ir saistīta ar šūnu membrānu sistēmu izmaiņām, it īpaši, ja runa ir par eikariotu organismiem, kas ļauj to gremošanas fermentiem nonākt saskarē ar komponentiem, kas tiks sadalīti.

Fermenti, kas piedalās autolītiskajā notikumā, ir atbildīgi par substrātu sadalīšanos mazākos fragmentos. Piemēram, proteāzes vai peptidāzes "sagriež" gandrīz jebkura veida olbaltumvielas, atbrīvojot peptīdus vai aminoskābes.

Nukleāzes, no otras puses, noārda nukleīnskābes, piemēram, DNS vai RNS, fragmentējot tās un atbrīvojot nukleozīdus, mononukleotīdus un polinukleotīdus. Ir arī citi fermenti, kas ir atbildīgi par dažu šūnas sienas komponentu sagremošanu, parasti glikanāzes (raugā).

Parasti to, kas rodas šūnu lizēšanas un gremošanas rezultātā, sauc par autolizātu, kas izdalās apkārtējā vidē ar pārtraukumiem rauga šūnu sieniņās, kur var turpināties gremošana. Noārdīto šūnu sastāvdaļu koncentrācija parasti rada kaut ko pazīstamu kā rauga ekstraktu.

Rauga autolīzi var iedalīt divos procesos

- Šūnu komponentu noārdīšana ar “lītiskiem” enzīmiem, īpaši proteināzēm un peptidāzēm (proteolīze, proteolītiskie fermenti).

- Šūnas sienas noārdīšanās, kas ļauj patiesi šūnu sabojāt vai pārplīst un atbrīvot autolizātu.

Raugiem ir vakuumi, kuros atrodas lielākā daļa šo šūnu proteolītisko enzīmu. Kad šāda šūna nomirst, šie fermenti nonāk saskarē ar tā substrātiem un tos noārda. Citās eikariotu dzīvnieku šūnās šie fermenti atrodas lizosomās.

Glikanāzes un dažas proteināzes piedalās rauga šūnu sienas sastāvdaļu sadalīšanās procesā, izraisot "poru" atvēršanu vai veidošanos, kas veicina iekšējo lītisko enzīmu noārdīšanās produktu izdalīšanos.

Sekas

Autolītisko notikumu galvenās sekas ir acīmredzamas, jo šūna, kas pats iet bojā, nomirst un pazūd, atstājot procesā dažādas tās veidojošo molekulu frakcijas.

Daži autori uzskata, ka autolīze noteiktos orgānos izraisa iekšēju “sašķidrināšanos”, kas attiecīgi var izraisīt to pašu atrofiju vai morfoloģisko deformāciju.

Pārtikas rūpniecībai

Šis process var notikt arī daudzos pārtikas produktos, īpaši dzīvnieku izcelsmes produktos, kas parasti nozīmē to baktēriju nebakteriālu sadalīšanos un lielu peptīdu, aminoskābju, fosfātu grupu, ogļhidrātu utt. Izdalīšanos, kas pārstāv ekoloģiska iespēja sadalīšanās baktēriju kolonizācijai.

Citas negatīvas autolītisko procesu sekas ir siera ražošana, kur Lactococcus lactis sugai piederošo "sākuma" baktēriju autolīze nopietni ietekmē šo piena atvasinājumu garšas attīstību.

Dažos zinātniskos tekstos, kas saistīti ar alkoholisko dzērienu ražošanu, var rasties pretruna, ka dažiem autoriem tas ir izdevīgs process, bet citiem - ne, lai gan tas būtībā ir atkarīgs no attiecīgā dzēriena veida.

Daži vīna ražotāji uzskata, ka autolītiskie procesi ļauj atbrīvot daudzus labvēlīgus rauga iekšējos komponentus, kas ievērojami ietekmē šī šķidruma maņu īpašības un bioloģisko stabilitāti.

Rauga ekstraktus var dažādi izmantot gaļas atvasinājumu (desu), zupu, mērču un citu sviestmaižu ražošanā.

Rauga ekstrakta koncentrāta fotogrāfija (Avots: SKopp caur Wikimedia Commons)

Tā kā miljoniem raugu mirst šķidrā vidē esošā kultūrā, tas nozīmē liela daudzuma aminoskābju, cukuru, vitamīnu un citu mikroelementu izdalīšanos, lizātus izmanto ne tikai kā pārtikas krāsas un garšas "pastiprinātājus". , bet tiek izmantoti arī eksperimentālo augšanas barotņu formulēšanai.

Atsauces

1. Dernbijs, KG (1920). Dzīvnieku audu autolīzes pētījums. Pētījumi no Rokferera medicīnisko pētījumu institūta, 32, 359.
2. Dharmadhikari, M. (2011). Rauga autolīze.
3. Escamez, S., & Tuominen, H. (2017). Šūnu autolīzes ieguldījums audu funkcijās augu attīstības laikā. Pašreizējais viedoklis augu bioloģijā, 35, 124-130.
4. Hyun, JJ, Chun, HJ, Keum, B., Seo, YS, Kim, YS, Jeen, YT,… & Chae, YS (2012). Autolīze: ticams atradums, kas norāda uz ilgu ESD procedūras laiku. Surgical Laparoscopy Endoscopy & Perkutānas tehnikas, 22 (2), e115-e117.
5. Mukundāns, MK, Antonijs, PD, un Nērs, MR (1986). Pārskats par autolīzi zivīs. Zivsaimniecības izpēte, 4 (3-4), 259–269.
6. Rogers, AA, Rippon, MG, Atkin, L., Ousey, K., un Neatkarīgais brūču kopšanas konsultants, Apvienotā Karaliste Autolīze: darbības mehānismi devitalizētu audu noņemšanai brūcēs.
7. White, S., McIntyre, M., Berry, DR, un McNeil, B. (2002). Rūpniecisko šķiedru sēņu autolīze. Kritiski pārskati biotehnoloģijā, 22. panta 1. punkts, 1. – 14.