Comme nous l'avons dit précédemment, les
levures sont des êtres unicellulaires. Ce sont des
cellules rondes ou ovales. La plupart des levures utilisées
par l'homme appartiennent au genre saccharomyces.
Il s'agit en réalité de champignons microscopiques,
la plupart de ces cellules sont eucaryotes.
Pour les biotechnologistes, les levures sont avant tout
des êtres vivants qui combinent des propriétés
identiques aux bactéries (vitesse de leurs multiplication,
simplicité de leurs exigences nutritionnelles) et
des propriétés d'organismes supérieurs.
Schéma d'une levure
une cellule est constituée de :
- Une membrane cytoplasmique, protégée par
la paroi cellulaire, assure les échanges avec l'extérieur.
- Un cytoplasme, une sorte de gelée, constitue le
substrat même de la vie de la cellule.
- Un noyau, qui contient les chromosomes (éléments
qui portent les caractéristiques génétiques),
règle la transmission des caractères héréditaires
et l'essentiel des réactions qui se produisent à
l'intérieur de la cellule.
- Des vacuoles emmagasinent les substances de réserve
diverses.
- Des mitochondries sont les véritables centrales
énergétiques de la cellule lorsque celle-ci
fonctionne en présence d'oxygène. Leur rôle
est d'utiliser les sucres mis à la disposition de
la levure pour produire de l'énergie et permettre
ainsi à la cellule d'assurer sa croissance.
- Des ribosomes sont de petites structures (ou organites)
présentes dans le cytoplasme des cellules. Ce sont eux qui
assemblent les acides aminés pour former les protéines .
Ils suivent pour cela le plan de montage contenu dans l'
ADN (ARN messager).
C'est en 1860 que Pasteur prouve que la fermentation est
causée par des organismes vivants et affirme que
les agents responsables de la réaction doivent être
liés à la cellule de levure. Il démontre
ensuite que la levure peut vivre aussi bien en présence
qu'en l'absence d'oxygène, se multipliant dans le
premier cas, provoquant une fermentation dans le second.
En aérobiose
Lorsque la levure se trouve en présence d'air, elle produit à partir du sucre et de l'oxygène, du gaz carbonique, de l'eau et une grande quantité d'énergie. C'est le processus métabolique de la respiration.
Dans ces conditions l'oxydation du glucose est complète :
Toute l'énergie contenue dans le glucose est libérée. Grâce à cette énergie, la levure assure son maintien en vie. Mais elle peut aussi l'utiliser pour synthétiser de la manière organique, c'est-à-dire se multiplier.
En anaérobiose
Lorsque la levure ne dispose pas d'oxygène, elle peut néanmoins utiliser des sucres pour produire l'énergie nécessaire à son maintien en vie. Ce processus métabolique a été défini par Pasteur comme étant celui de la fermentation. Les sucres sont transformés en gaz carbonique et en alcool.
L'oxydation du glucose est incomplète :
L'alcool formé contient encore beaucoup d'énergie. Il n'y a donc qu'une partie de l'énergie présente dans le glucose qui a été libérée. Elle assure un minimum vital à la levure, mais ne lui permet pas de se multiplier rapidement.
Reproduction
Les modes de reproduction varient en fonction des espèces
de levures. La plupart des levures se reproduisent par bourgeonnement :
une petite hernie apparaît en un point de la surface
d'une cellule mère, grossit et s'étrangle.
Le bourgeon (cellule fille) se détache alors, grossit
encore et bourgeonne à son tour.
Levures en bourgeonnement :
Schéma représentant la reproduction des Saccaromyces cervisiae (levure de boulanger) :
Le génome haploïde (n chromosomes) de levure contient 16 chromosomes. Les cellules haploïdes peuvent se diviser par mitose et générer des clones. La division s'effectue par bourgeonnement donnant deux cellules de tailles différentes : la cellule mère et la cellule fille. La cellule diploïde résultant de la fusion peut aussi se diviser par mitose. Lorsque se produit une carence en nutriment, la cellule effectue une méiose. Elle produit 4 spores haploïdes empaquetées dans un asque (les spores sont appelées des ascospores) que l'on appelle une tétrade.
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