AUTOLIZĖ: PRIEŽASTYS, FAZĖS IR PASEKMĖS - BIOLOGIJA - 2025

Autolizė yra procesas, kurio metu ląstelės fermentų suardomas savų fermentų veiksmų. Tai pažodžiui reiškia, kad ląstelėje suveikia mechanizmai, lemiantys jos pačios lizę (mirtį).

Šis „savaiminio skilimo“ procesas buvo stebimas normaliu bakterijų ir grybelių augimo ir vystymosi laikotarpiu. Tačiau daugelyje mokslinių tekstų nustatyta, kad tai būdinga „mirštančioms“ ar „sužeistoms“ ar „sužeistoms“ ląstelėms.

Reprezentatyvi mielių ląstelių struktūros schema (Šaltinis: Frankie Robertson, naudojant „Inkscape“, nuosavas darbas. Via Wikimedia Commons)

Autolizė taip pat vyksta gyvūnų ir augalų audiniuose, tačiau kai kurie autoriai apibūdina šį procesą kaip nebakterinį „savaiminį irimą“, kuris įvyksta po ląstelių mirties.

Šį procesą 1890 m. Salkovskis apibūdino kaip fermentinį savaiminio virškinimo procesą, tačiau būtent 1900 m. Jacobi sugalvojo terminą autolizė. Šiandien yra žinoma, kad fermentai, atsakingi už šį procesą, nėra „šalutiniai produktai lizėje“, bet yra tie patys fermentai, kurie dalyvauja ląsteliniuose procesuose.

Atsižvelgiant į jo svarbą pramonei, kruopščiai apžvelgiamas autolitinis procesas vyksta mielėse, ypač tokiose, kurios naudojamos fermentuojant alkoholinius gėrimus (vyną ir alų) ir kepyklose.

Autolitiniai mielių dariniai dažniausiai naudojami formuojant kultūrines terpes, nes jie yra geras amino rūgščių ir kitų maistinių medžiagų šaltinis.

Autolizės priežastys

Autolizė gali atsirasti dėl daugelio veiksnių. Vienaląsčių organizmų (mikroorganizmų) atveju šis reiškinys reaguoja į daugelį aplinkos sąlygų, tokių kaip temperatūra, pH, deguonies koncentracija, terpės sudėtis, maistinių medžiagų kiekis, toksinių medžiagų buvimas ir kt.

Pavyzdžiui, vyno ar alaus fermentacijos metu mielių autolizė vyksta reaguojant į fermentuojančio skysčio maistinių komponentų sumažėjimą, taip pat pastebimai padidėjusiai etanolio, kuris yra vienas iš produktų, koncentracijai. savo metabolizmą.

Žmonėms buvo įrodyta, kad autolitinius procesus gali suaktyvinti ilgai trunkančios chirurginės intervencijos ar medicininės procedūros, ypač atliekant endoskopinius submukozinius pjūvius.

Be to, daugeliui gyvūnų autolizė vyksta tose vietose, kur yra žaizdų ar raiščių, ir ji atlieka funkciją pašalinti pažeistus audinius gijimo metu.

Kai kuriuose augalų audiniuose autolizė veikia augdama ir vystydamasi, taip pat transportuodama vandenį ir dujas per ksilito kanalus, tai vyksta dėl tracheidų protoplastų (membranos + citozolio) irimo; atsiranda tada, reaguojant į augalų vystymuisi būdingus dirgiklius.

Kita vertus, tam tikros gijinių grybų rūšys gali reaguoti į savo ląstelių autolizę reaguodamos į kai kuriuos antibiotikus ar toksiškas medžiagas, patenkančias į supančią aplinką.

Fazės

Toliau aprašytas autolitinis procesas vyksta mielėse, tačiau jis gali būti ekstrapoliuotas bet kokiems augalo ar gyvūno audinių mikroorganizmams ar bet kuriai ląstelių grupei.

Ląstelių mirtis

Kiekvienas autolitinis procesas prasideda nagrinėjamos ląstelės mirtimi. Pradinis reiškinys susijęs su ląstelių membraninių sistemų pakitimais, ypač kai tai susiję su eukariotiniais organizmais, kurie leidžia jų virškinimo fermentams kontaktuoti su komponentais, kurie bus skaidomi.

Fermentai, kurie dalyvauja autolitiniame įvykyje, yra atsakingi už jų substrato suskaidymą į mažesnius fragmentus. Pavyzdžiui, proteazės ar peptidazės „išpjauna“ beveik bet kokio tipo baltymus, išskirdami peptidus ar amino rūgštis.

Kita vertus, nukleazės ardo nukleorūgštis, tokias kaip DNR ar RNR, jas suskaidydamos ir išskirdamos nukleozidus, mononukleotidus ir polinukleotidus. Yra ir kitų fermentų, atsakingų už kai kurių ląstelės sienos komponentų virškinimą, dažniausiai gliukanazių (mielėse).

Paprastai tai, kas atsiranda dėl ląstelių lizės ir virškinimo, yra žinoma kaip autolizatas, kuris patenka į supančią aplinką per pertraukas mielių ląstelių sienelėje, kur virškinimas gali tęstis. Suskaidytų ląstelių komponentų koncentracija paprastai sukuria tai, kas vadinama mielių ekstraktu.

Mielių autolizę galima suskirstyti į du procesus

- Ląstelinių komponentų skaidymas „lizinių“ fermentų, ypač proteinazių ir peptidazių (proteolizės, proteolitinių fermentų).

- Ląstelės sienelės suirimas, kuris leidžia iš tikrųjų ląstelę lizuoti ar plyšti ir atpalaiduoti autolizatą.

Mielėse yra vakuolių, kuriuose yra dauguma šių ląstelių proteolitinių fermentų. Kai tokia ląstelė miršta, šie fermentai liečiasi su jos substratais ir juos skaido. Kitose eukariotų gyvūnų ląstelėse šie fermentai yra lizosomose.

Gliukanazės ir kai kurios proteinazės dalyvauja mielių ląstelių sienelės skaidymesi, todėl atsiveria arba susidaro „poros“, kurios skatina vidinių lytinių fermentų skilimo produktų išsiskyrimą.

Pasekmės

Pagrindinės autolitinių įvykių pasekmės yra akivaizdžios, nes savaime žudanti ląstelė miršta ir išnyksta, o procese palieka skirtingas savo sudedamųjų molekulių dalis.

Kai kurie autoriai mano, kad kai kurių organų autolizė sukelia vidinį „suskystėjimą“, kuris gali sukelti jų atrofijas ar morfologines deformacijas.

Maisto pramonei

Šis procesas taip pat gali vykti daugelyje maisto produktų, ypač gyvūninės kilmės, ir tai paprastai reiškia nebakterinį jų raumenų audinių suskaidymą ir didelio kiekio peptidų, aminorūgščių, fosfatų grupių, angliavandenių ir t. ekologinė galimybė suyrančių bakterijų kolonizavimui.

Kita neigiama autolitinių procesų pasekmė yra sūrio gamyba, kai „pradinių“ bakterijų, priklausančių Lactococcus lactis rūšiai, autolizė turi didelę reikšmę šių pieno produktų darinių skonio vystymuisi.

Kai kuriuose moksliniuose tekstuose, susijusiuose su alkoholinių gėrimų gamyba, gali kilti prieštaravimų, kad vieniems autoriams tai yra naudingas procesas, o kitiems ne, nors tai iš esmės priklauso nuo aptariamo gėrimo rūšies.

Kai kurie vyno gamintojai mano, kad autolitiniai procesai leidžia išlaisvinti daugelį naudingų mielių vidinių komponentų, kurie daro didelę įtaką šio skysčio juslinėms savybėms ir biologiniam stabilumui.

Mielių ekstraktai gali būti įvairiai naudojami gaminant mėsos gaminius (dešras), sriubas, padažus ir kitus sumuštinius.

Mielių ekstrakto koncentrato nuotrauka (Šaltinis: „SKopp“ per „Wikimedia Commons“)

Kadangi milijonai mielių mirė skystoje terpėje, tai reiškia, kad išsiskiria didelis kiekis aminorūgščių, cukrų, vitaminų ir kitų mikroelementų, lizatai naudojami ne tik kaip maisto spalvos ir skonio „stiprikliai“. , bet taip pat naudojami formuojant eksperimentines auginimo terpes.

Nuorodos

1. Dernby, KG (1920). Gyvūnų audinių autolizės tyrimas. Tyrimai iš Rokfelerio medicinos tyrimų instituto, 32, 359.
2. Dharmadhikari, M. (2011). Mielių autolizė.
3. Escamez, S., & Tuominen, H. (2017). Ląstelių autolizės indėlis į audinių funkcijas augalų vystymosi metu. Dabartinė nuomonė augalų biologijoje, 35, 124–130.
4. Hyun, JJ, Chun, HJ, Keum, B., Seo, YS, Kim, YS, Jeen, YT,… & Chae, YS (2012). Autolizė: patikimas radinys, rodantis ilgą ESD procedūros laiką. Chirurginė laparoskopijos endoskopija ir perkutaniniai metodai, 22 (2), e115-e117.
5. Mukundanas, M. K., Antonijus, PD ir „Nair“, MR (1986). Žuvų autolizės apžvalga. Žuvininkystės tyrimai, 4 (3–4), 259–269.
6. Rogers, AA, Rippon, MG, Atkin, L., Ousey, K., ir Nepriklausomas žaizdų priežiūros konsultantas, JK Autolizė: veikimo mechanizmai pašalinant devitalizuotą audinį iš žaizdų.
7. White, S., McIntyre, M., Berry, DR, ir McNeil, B. (2002). Pramoninių gijinių grybų autolizė. Kritinės apžvalgos biotechnologijose, 22 (1), 1–14.