Maya (biyoloji)

Mayalar ökaryot, tek hücreli, fungi (mantarlar) alemi içerisinde sınıflandırılan mikroorganizmalardır. Kökenleri 300 milyon yıl öncesine kadar uzanmaktadır ve bilinen en az 1500 türü bulunmaktadır.^[1]^[2] Tanımlanmış tüm mantar türlerinin tahminen %1'i mayalardır.^[3] Mayalar çok hücreli atalardan evrimleşmiş, tek hücreli organizmalardır,^[4] fakat bazı türleri, pseudohif olarak bilinen, birbirine zincirleme eklenen tomurcuklanmış hücre dizileri oluşturarak, çok hücreli organizma benzeri özellikler gösterme yeteneğine sahiptirler.^[5] Maya hücreleri, türe ve çevresel ortama göre, genellikle 3–4 µm (mikrometre) olsalar da, 40 µm'ye kadar varan farklı boyutlarda olabilirler.^[6]

Mayalar tek bir taksonomik veya filogenetik grup içerisinde yer almazlar. Filogenetik çeşitlilikleri nedeniyle iki farklı şube altında sınıflandırılırlar: Ascomycota ve Basidiomycota. Tomucuklanan mayalar veya diğer bir tabirle "gerçek mayalar" Ascomycota şubesinin Saccharomycetales ordosunda yer alırlar.^[7]

Bazı türleri ekmek kabartmak, alkollü içki fermantasyonu ve hatta yakıt pillerinin çalışmasında kullanılır. Bazı mayalar, örneğin Candida albicans insanlarda enfeksiyona yol açar (kandidiyaz). Pembe mayalar (Rhodotorula), duş perdelerinde ve evdeki nemli yüzeyde yaşar, yüzeyler üzerinde lekeli bir görünüm oluşturur. Binden fazla maya türü tanımlıdır. En yaygın kullanılan maya olan Saccharomyces cerevisiae, binlerce yıl önce şarap, bira ve ekmek yapımı için evcilleştirilmiştir. Maya sözcüğü Türkçeye Farsçadan girmiştir.

Fizyoloji

Maya türleri zorunlu aerobik veya istemli anaerobik (fakültatif anaerobik) fizyolojiye sahip olabilirler. Zorunlu anaerobik maya türü bilinmemektedir. Oksijen yokluğunda fermantatif mayalar enerji elde etmek için karbonhidratları karbon dioksit ve etanol (alkol) veya laktik asite dönüştürürler. Biracılık ve şarapçılıkta ortaya çıkan etanol şişelenir, ekmek yapımında ise etanol buharlaşır, açığa çıkan karbondioksit ekmeği kabartır.

Örneğin, glukoz fermantasyon reaksiyonu özetle şöyledir:

C₆H₁₂O₆ (glikoz) → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂

Biyoteknolojide kullanımı

Mayanın faydalı fizyolojik özellikleri onun biyoteknoloji alanında kullanılmasına yol açmıştır. Şekerlerin maya tarafında fermantasyonu bu teknolojinin en eski uygulamasıdır.

Ekmek mayası ekmek imalatında kullanılır. En yaygın maya olarak Saccharomyces cerevisiae kullanılır. Bira mayası bira fermantasyonunda kullanılır. Maya şarap yapımında da kullanılır.

Modern biyoteknolojide maya başka canlılara ait proteinlerin ucuz yolla üretiminde kullanılmaktadır. Örneğin, insülin, interferon gibi insan proteinleri, hepatit B virüsünün kabuk proteinleri (aşı üretimi için) maya tarafından üretilebilmektedir.

Üreme

Maya hücresinin hayat döngüsü:

Tomurcuklanma
Konjugasyon
Spor

Mayalar da diğer mantarlar gibi, eşeyli ve eşeysiz olarak üreme döngülerine sahiptirler. En yaygın görülen vejetatif çoğalma şekli tomurcuklanma'dır.^[8] Tomurcuklanmada ana hücreden tomurcuk veya yavru hücre adı verilen bir yapı gelişir. Ana hücrenin nukleusu bir yavru nukleus oluşturmak üzere bölünür ve yavru nukleus tomurcuğa taşınır. Tomurcuk, ana hücreden ayrılıp yeni bir hücre oluşturuncaya dek büyümeye devam eder.^[9] Oluşan yeni hücre genellikle ana hücreden daha küçüktür. Schizosaccharomyces pombe gibi bazı mayalar tomurcuklanma yerine bölünerek çoğalırlar^[8] ve aynı boyutta iki yavru hücre meydana getirirler.

Genellikle, besin azlığı gibi çevresel stres koşullarında haploid hücreler ölürler, ancak aynı ortamda diploid hücreler sporla eşeyli üreme (mayoz) yoluna giderler ve haploid sporlar oluştururlar. Haploid sporlar ise yetişkin hale geldiklerinde, konjugasyon yoluyla tekrar diploid hücreleri oluştururlar.^[10]

Büyüme ortamı

Çoğu maya, yüksek şekerli çevresel nümunelerden izole edilebilir. Meyvelerde, örneğin üzüm, elma veya şeftaliden, bitki özsuyu sızmalarında bulunur. Bazı mayalar toprak ve böceklerde bulunurlar.

Maya üretmek için kullanılan yaygın bir büyüme ortamı patates dekstroz agar (PDA) veya patates dekstroz ortamıdır. 200 dilimlenmiş patates 5-10 dakika suda haşlanır, sıvı kısım başka bir kaba aktarılır. Daha sonra üzerine saf su eklenerek 1 l'ye tamamlanır. Dekstroz (glikoz) eklenir (20 g/l) veya PDA için ilaveten 20 g agar eklenir, ortam otoklavlanarak sterilize edilir.

Kaynakça

^ Zhenguo Lin, Wen Hsiung Li (2014). "Comparative Genomics and Evolutionary Genetics of Yesat Carbon Metabolism". Molecular Mechanisms in Yeast Carbon Metabolism. Springer. s. 97. 14 Temmuz 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Temmuz 2021. The second completely sequenced yeast genome came 6 years later from the fission yeast Schizosaccharomyces pombe, which diverged from S. cerevisiae probably more than 300 million years ago.
^ Hoffman CS, Wood V, Fantes PA (Ekim 2015). "An Ancient Yeast for Young Geneticists: A Primer on the Schizosaccharomyces pombe Model System". Genetics. 201 (2): 403-423. doi:10.1534/genetics.115.181503. PMC 4596657 $2. PMID 26447128.
^ Kurtzman CP, Piškur J (2006). "Taxonomy and phylogenetic diversity among the yeasts". Sunnerhagen P; Piskur J (Ed.). Comparative Genomics: Using Fungi as Models. Topics in Current Genetics. 15. Berlin: Springer. ss. 29-46. doi:10.1007/b106654. ISBN 978-3-540-31480-6.
^ Yong E (16 Ocak 2012). "Yeast suggests speedy start for multicellular life". Nature. doi:10.1038/nature.2012.9810. 6 Nisan 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Temmuz 2021.
^ Kurtzman CP, Fell JW (2005). Gábor P; de la Rosa CL (Ed.). Biodiversity and Ecophysiology of Yeasts. The Yeast Handbook. Berlin: Springer. ss. 11-30. ISBN 978-3-540-26100-1.
^ "Cutaneous lesions showing giant yeast forms of Blastomyces dermatitidis". Journal of Cutaneous Pathology. Walker K, Skelton H, Smith K. 29 (10): 616-618. 2002. doi:10.1034/j.1600-0560.2002.291009.x. PMID 12453301.
^ "What are yeasts?". Yeast Virtual Library. 15 Mayıs 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Temmuz 2021.
^ ^a ^b Balasubramanian MK, Bi E, Glotzer M (2004). "Comparative analysis of cytokinesis in budding yeast, fission yeast and animal cells". Current Biology. 14: 806-818. doi:10.1016/j.cub.2004.09.022. PMID 15380095.
^ Yeong FM (2005). "Severing all ties between mother and daughter: cell separation in budding yeast". Molecular Microbiology. 55 (5): 1325-1331. doi:10.1111/j.1365-2958.2005.04507.x. PMID 15720543.
^ Neiman AM (2005). "Ascospore formation in the yeast Saccharomyces cerevisiae". Microbiology and Molecular Biology Reviews. 69 (4): 565-584. doi:10.1128/MMBR.69.4.565-584.2005. PMC 1306807 $2. PMID 16339736.

[1] Zhenguo Lin, Wen Hsiung Li (2014). "Comparative Genomics and Evolutionary Genetics of Yesat Carbon Metabolism". Molecular Mechanisms in Yeast Carbon Metabolism. Springer. s. 97. 14 Temmuz 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Temmuz 2021. The second completely sequenced yeast genome came 6 years later from the fission yeast Schizosaccharomyces pombe, which diverged from S. cerevisiae probably more than 300 million years ago.

[pmid26447128-2] Hoffman CS, Wood V, Fantes PA (Ekim 2015). "An Ancient Yeast for Young Geneticists: A Primer on the Schizosaccharomyces pombe Model System". Genetics. 201 (2): 403-423. doi:10.1534/genetics.115.181503. PMC 4596657 $2. PMID 26447128.

[Kurtzman-3] Kurtzman CP, Piškur J (2006). "Taxonomy and phylogenetic diversity among the yeasts". Sunnerhagen P; Piskur J (Ed.). Comparative Genomics: Using Fungi as Models. Topics in Current Genetics. 15. Berlin: Springer. ss. 29-46. doi:10.1007/b106654. ISBN 978-3-540-31480-6.

[Yong_2012-4] Yong E (16 Ocak 2012). "Yeast suggests speedy start for multicellular life". Nature. doi:10.1038/nature.2012.9810. 6 Nisan 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Temmuz 2021.

[Kurtzman1-5] Kurtzman CP, Fell JW (2005). Gábor P; de la Rosa CL (Ed.). Biodiversity and Ecophysiology of Yeasts. The Yeast Handbook. Berlin: Springer. ss. 11-30. ISBN 978-3-540-26100-1.

[Walker-6] "Cutaneous lesions showing giant yeast forms of Blastomyces dermatitidis". Journal of Cutaneous Pathology. Walker K, Skelton H, Smith K. 29 (10): 616-618. 2002. doi:10.1034/j.1600-0560.2002.291009.x. PMID 12453301.

[7] "What are yeasts?". Yeast Virtual Library. 15 Mayıs 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Temmuz 2021.

[Balasubramanian-8] Balasubramanian MK, Bi E, Glotzer M (2004). "Comparative analysis of cytokinesis in budding yeast, fission yeast and animal cells". Current Biology. 14: 806-818. doi:10.1016/j.cub.2004.09.022. PMID 15380095.

[9] Yeong FM (2005). "Severing all ties between mother and daughter: cell separation in budding yeast". Molecular Microbiology. 55 (5): 1325-1331. doi:10.1111/j.1365-2958.2005.04507.x. PMID 15720543.

[Neiman2005-10] Neiman AM (2005). "Ascospore formation in the yeast Saccharomyces cerevisiae". Microbiology and Molecular Biology Reviews. 69 (4): 565-584. doi:10.1128/MMBR.69.4.565-584.2005. PMC 1306807 $2. PMID 16339736.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]