AUTOLIZA: UZROCI, FAZE I POSLJEDICE - BIOLOGIJA - 2026

Nazvani je proces kojim stanice enzimatski se probavljaju djelovanjem vlastitih enzima. To doslovno znači da se mehanizmi koji vode do njegove vlastite lize (smrti) pokreću u stanici.

Ovaj proces "samorazgradnje" uočen je tijekom normalnog tijeka rasta i razvoja bakterija i gljivica. Međutim, mnogi znanstveni tekstovi utvrđuju da je tipično za "umiruće" stanice ili "ranjene" ili "ozlijeđene" stanice.

Reprezentativni dijagram stanične strukture kvasca (Izvor: Frankie Robertson koristeći Inkscape, vlastiti rad. Via Wikimedia Commons)

Autoliza se također javlja u životinjskim i biljnim tkivima, ali neki autori opisuju taj postupak kao nebakterijsko „samo-raspadanje“ koje se događa nakon stanične smrti.

Salkowski je 1890. ovaj postupak opisao kao enzimatski proces samo-probave, ali Jacobi je 1900. skovao izraz autoliza. Danas je poznato da enzimi koji su zaduženi za taj proces nisu "nusproizvodi" lize, već su isti enzimi koji sudjeluju u staničnim procesima.

S obzirom na svoj značaj za industriju, najcrnjivi pregledan je autolitički postupak koji se odvija u kvascima, posebno onima koji se koriste tijekom fermentacijskih alkoholnih pića (vina i piva) i u pekari.

Autolitički derivati ​​kvasca najčešće se koriste u formulaciji kultura, jer predstavljaju dobar izvor aminokiselina i drugih hranjivih sastojaka.

Uzroci autolize

Autoliza se može dogoditi kao odgovor na brojne čimbenike. U jednoćelijskim organizmima (mikroorganizmi) ova pojava reagira na mnoge okolišne uvjete kao što su temperatura, pH, koncentracija kisika, sastav medija, količina hranjivih tvari, prisutnost otrovnih tvari itd.

Na primjer, tijekom fermentacije vina ili piva, autoliza kvasaca nastaje kao odgovor na smanjenje hranjivih sastojaka fermentirajuće tekućine, kao i na značajno povećanje koncentracije etanola, koji je jedan od proizvoda vaš metabolizam.

Kod ljudi je pokazano da se autolitičkim procesima mogu pokrenuti dugotrajne kirurške intervencije ili medicinski postupci, osobito tijekom endoskopske submukozne disekcije.

Uz to, kod mnogih životinja autoliza se događa na mjestima gdje postoje rane ili razderotine i ispunjava funkciju uklanjanja oštećenog tkiva tijekom zarastanja.

U nekim biljnim tkivima autoliza funkcionira u rastu i razvoju, kao i u transportu vode i plinova kroz ksilemske kanale, što se događa zahvaljujući degradaciji protoplasta (membrana + citosol) traheida; tada nastaje kao odgovor na podražaje tipične za razvoj biljaka.

S druge strane, neke vrste vlaknastih gljivica mogu podvrgnuti autolizi svojih stanica kao odgovor na neke antibiotike ili otrovne tvari primijenjene na okolni okoliš.

faze

Autolitički postupak koji će biti opisan u nastavku je onaj koji se odvija u kvascima, međutim, može se ekstrapolirati u bilo koji mikroorganizam ili bilo koju skupinu stanica u biljnom ili životinjskom tkivu.

Stanična smrt

Svaki autolitički proces započinje smrću dotične ćelije. Početni fenomen odnosi se na promjenu staničnih membranskih sustava, posebno kada je riječ o eukariotskim organizmima, što omogućuje njihovim probavnim enzimima da dođu u kontakt s komponentama koje će biti razgrađene.

Enzimi koji sudjeluju u autolitičkom događaju odgovorni su za razgradnju njihovih supstrata u manje fragmente. Na primjer, proteaze ili peptidaze "režu" gotovo bilo koju vrstu proteina, oslobađajući peptide ili aminokiseline.

Nukleaze, s druge strane, razgrađuju nukleinske kiseline poput DNK ili RNK, fragmentirajući ih i oslobađajući nukleozide, mononukleotide i polinukleotide. Postoje i drugi enzimi odgovorni za probavu nekih sastojaka stanične stijenke, obično glukanaza (u kvascu).

Ono što je posljedica lize i probave stanica obično je poznato kao autolizat koji se pušta u okolno okruženje probijanjem u staničnoj stijenki kvasca, gdje se probava može nastaviti. Koncentracija razgrađenih staničnih komponenti obično proizvodi nešto što je poznato kao ekstrakt kvasca.

Autoliza kvasaca može se podijeliti u dva procesa

- razgradnja staničnih sastojaka pomoću "ličkih" enzima, posebno proteinaza i peptidaza (proteoliza, proteolitički enzimi).

- Degradacija stanične stijenke, što omogućava istinsku lizu ili ruptura stanica i oslobađanje autolizata.

Kvasac ima vakuole u kojima se nalazi većina proteolitičkih enzima ovih stanica. Kad takva stanica umre, tada ti enzimi dolaze u kontakt s njezinim supstratima i razgrađuju ih. U ostalim eukariotskim životinjskim stanicama ti se enzimi nalaze u lizosomima.

Glukanaze i neke proteinaze sudjeluju u razgradnji sastojaka stanične stijenke kvasca, uzrokujući otvaranje ili stvaranje "pora", koji promiču oslobađanje produkata razgradnje unutarnjih litskih enzima.

posljedice

Glavne posljedice autolitičkih događaja su očite, jer stanica koja samoubija umire i nestaje, ostavljajući u procesu različite frakcije svojih sastavnih molekula.

Neki autori smatraju da autoliza u određenim organima dovodi do unutarnjeg "ukapljivanja", što može rezultirati atrofijama ili morfološkim deformacijama istih.

Za prehrambenu industriju

Taj se proces može dogoditi i u mnogim namirnicama, posebno životinjskog podrijetla, što uglavnom podrazumijeva nebakterijsko razgradnju njihovih mišićnih tkiva i oslobađanje velike količine peptida, aminokiselina, fosfatnih skupina, ugljikohidrata itd., Što predstavlja ekološka prilika za kolonizaciju raspadajućih bakterija.

Druga negativna posljedica autolitičkih procesa je primjer u proizvodnji sira, gdje autoliza "starter" bakterija, koje pripadaju vrsti Lactococcus lactis, ima važne implikacije na razvoj ukusa ovih mliječnih derivata.

U nekim se znanstvenim tekstovima koji se odnose na proizvodnju alkoholnih pića može doći do proturječnosti da je to za neke autore koristan postupak, a za druge ne, iako to u biti ovisi o vrsti pića o kojem se radi.

Neki proizvođači vina smatraju da autolizni procesi omogućavaju oslobađanje mnogih korisnih unutarnjih sastojaka kvasca, koji imaju značajan utjecaj na osjetilna svojstva i biološku stabilnost ove tekućine.

Ekstrakti kvasca imaju višestruku upotrebu u proizvodnji mesnih derivata (kobasice), juha, umaka i drugih sendviča.

Fotografija koncentrata ekstrakta kvasca (Izvor: SKopp via Wikimedia Commons)

Budući da smrt milijuna kvasaca u kulturi u tekućem mediju predstavlja otpuštanje velike količine aminokiselina, šećera, vitamina i drugih mikronutrijenata, lizati se ne koriste samo kao "pojačivači" boje i okusa hrane, ali se također koriste za formulaciju eksperimentalnih medija rasta.

Reference

1. Dernby, KG (1920). Studija o autolizi životinjskog tkiva. Studije s Instituta za medicinska istraživanja Rockefeller, 32, 359.
2. Dharmadhikari, M. (2011). Autoliza kvasca.
3. Escamez, S., & Tuominen, H. (2017). Doprinos stanične autolize funkcijama tkiva tijekom razvoja biljke. Trenutno mišljenje o biljnoj biologiji, 35, 124-130.
4. Hyun, JJ, Chun, HJ, Keum, B., Seo, YS, Kim, YS, Jeen, YT,… & Chae, YS (2012). Autoliza: uvjerljiv nalaz koji sugerira dugo vrijeme ESD postupka. Endoskopija i perkutane tehnike hirurške laparoskopije, 22 (2), e115-e117.
5. Mukundan, MK, Antony, PD, & Nair, MR (1986). Pregled autolize u ribama. Istraživanje ribarstva, 4 (3-4), 259-269.
6. Rogers, AA, Rippon, MG, Atkin, L., Ousey, K., i neovisni savjetnik za njegu rana, UK Autoliza: mehanizmi djelovanja u uklanjanju devitaliziranog tkiva u ranama.
7. White, S., McIntyre, M., Berry, DR, & McNeil, B. (2002). Autoliza industrijskih vlaknastih gljiva. Kritički osvrti na biotehnologiju, 22 (1), 1-14.