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Sobre la producción de alcohol orgánico

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20-05-2011 / 20:481
Pacopacoo
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Dos linajes distintos de levadura desarrollaron la capacidad de producir alcohol hace millones de años justo cuando aparecieron las frutas modernas.

Una copa de vino, una jarra de cerveza y un pedazo de pan tienen en común que ninguno de ellos sería posible sin las levaduras. Pero, ¿cómo aprendieron las levaduras a hacer estos productos? Obviamente estaban ya allí cuando el ser humano irrumpió en la escena y empezó a usar la fermentación para sus propios fines. A veces la fermentación era algo inevitable, dadas las condiciones climáticas, y otras fue una meta a conseguir por los humanos.

--------------------------------------------------Células de Saccharomyces cerevisiae. Las levaduras son hongos microscópicos. Seres unicelulares eucariotas que no son ni plantas ni animales. Se han descrito más de 1500 especies diferentes de levaduras. Muchas de ellas se utilizan en la industria o sirven de modelos de laboratorio para ensayar medicinas o para investigaciones genéticas o celulares. Así por ejemplo, la levadura de panadería, Saccharomyces cerevisiae, es la misma que nos sirve para producir vino o cerveza. Lo evidente en el comportamiento de las levaduras nos ha hecho no ver algo que a primera vista parece contradictorio. En su proceso de fermentación producen dos compuestos orgánicos a partir de los azúcares de los que se alimentan, uno es el dióxido de carbono y otro el alcohol etílico. El primero es un subproducto obvio de casi todo proceso de respiración celular, pero el segundo es un compuesto que todavía contiene energía que podría ser extraída oxidándolo con oxígeno atmosférico. Incluso este alcohol podría usarse para producir otros compuestos menos energéticos en ausencia de oxígeno. ¿Por qué las levaduras no lo hacen? Si así fuera quizás podríamos seguir produciendo pan, pues es el dióxido de carbono el que el produce la esponjosidad del pan, pero perderíamos nuestra capacidad de hacer vino o cerveza. Tiene que haber fuerzas evolutivas detrás de este fenómeno que deben explicar lo que sucede. Durante varios años el grupo de genética molecular de la Universidad de Lund en Suecia ha estudiado las levaduras junto a sus colaboradores y han conseguido reconstruir la historia evolutiva de la producción de etanol. En una artículo que estos investigadores han publicado en Nature describen el estudio en el que han comparado genéticamente dos levaduras del vino: S. cerevisiae y Dekkera bruxellensis. Esto les ha permitido añadir la dimensión temporal a la reconstrucción de la evolución molecular de las levaduras. Estas dos levaduras del estudio no están muy emparentadas, pues los dos linajes se separaron hace más de 200 millones de años. Sin embargo, hace aproximadamente 100 o 150 millones de años, ambas levaduras experimentaron condiciones ambientales similares, justo cuando la súbita aparición de las frutas modernas puso grandes cantidades de azúcar a disposición de todos. Entonces se entabló una lucha competitiva muy fuerte entre los distintos microorganismos para así hacerse con ese recurso. De manera independiente ambos linajes desarrollaron la habilidad de acumular etanol en presencia de oxígeno y la capacidad de resistir altas concentraciones de este alcohol. Es decir, el etanol lo usaron como arma frente a otros microorganismos, que morían en su presencia y dejaban el recurso azucarado como monopolio de las levaduras. Lo más increíble es que ambas especies usaron el mismo juego de herramientas moleculares para cambiar los patrones de regulación en la expresión de los cientos de genes involucrados en la degradación del azúcar. Según Jure Piškur sus resultados ayudan ahora a reconstruir el ambiente original y las tendencias evolutivas que se dieron dentro de la comunidad microbiana en un remoto pasado. Además, este resultado permitirá obtener nuevas variedades de levadura que puedan beneficiar la producción de cerveza, vino o biocombustibles. Fue precisamente esta capacidad de esterilizar que tiene el alcohol lo que el ser humano aprovechó en ciertas partes del mundo. En el pasado beber agua significaba una posible infección, algo que se solucionó bebiendo cerveza o vino, productos que al haber fermentado ya no contenía microorganismos patógenos. A su vez, el ser humano sufrió cambios evolutivos que le permitieron metabolizar mejor ese alcohol que en primera aproximación es también tóxico pare él. Si nos fijamos un poco sólo en este aspecto de la fermentación, vemos que la evolución de las plantas con flores, de las levaduras y de los seres humanos están interrelacionadas. Formamos parte de una red evolutiva en la que las especies aparecieron o evolucionaron en función de las demás especies. Piense en todo esto cuando esté en el bar compartiendo unas cervezas o unas copas de vino con los amigos, sobre todo si es un creacionista. Fuente
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