Levaduras, adaptación a la fuente de carbono

Las levaduras (Dominio Eukaria Reino Fungi) son microorganismos heterótrofos que se caracterizan por la presencia de quitina en su pared celular, reproducción por gemación y la disposición de un metabolismo respiratorio aeróbico y anaeróbico (fermentativo). Durante la historia de la humanidad estos microorganismos han sido ampliamente utilizados por el hombre, gracias a su capacidad fermentativa, en la elaboración de pan, cerveza, vino y otros alimentos y bebidas.

Las levaduras crecen con múltiples fuentes de carbono pero tienen preferencias de uso, esto implica que son capaces de elegir su fuente de carbono cuando hay opción.

 Como otros muchos seres vivos, las levaduras prefieren la glucosa como fuente de carbono, pues evolutivamente el metabolismo está más optimizado al catabolismo de glucosa. Así, en presencia de una mezcla de fuentes de carbono potenciales diferentes donde esté presente la glucosa adaptan su metabolismo a catabolizar prioritariamente la glucosa. En líneas generales esta adaptación conlleva dos procesos intrínsecos, distintos en función y en el tiempo:

         -Activación/ inactivación de enzimas adecuadas.

         -Inducción/ represión de enzimas adecuadas.

La activación/ inactivación de las enzimas adecuadas conlleva la modificación química/ estructural, reversible o irreversible de una serie de enzimas ya sintetizadas a nivel celular y que afecta a su actividad enzimática; este tipo de modificaciones son de corte postraduccional e implican generalmente procesos de fosforilación o desfosforilación en aminoácidos específicos de la enzima que está siendo modificada, y que puede provocar la activación/ inactivación de la enzima. Estas modificaciones generan procesos de adaptación rápidos entorno a minutos (corto plazo).

La inducción/ represión de las enzimas adecuadas conlleva la inducción de síntesis de novo de enzimas específicas o represión debido a la presencia de una determinada fuente de carbono en el proceso de adaptación. Son respuestas que implican por tanto aumento o disminución de niveles determinados de enzimas y por tanto, son respuestas a largo plazo, adaptándose a lo largo de varias generaciones.

Estos mecanismos diferentes pueden afectar a los puntos potenciales de regulación, que son:

1) Control transcripcional

2) Control del procesamiento del RNA

3) Control del transporte y localización del mRNA

4) Control de la degradación del mRNA

5) Control traduccional

6) Control de la actividad enzimática

De forma que en la elección del metabolismo de la glucosa sobre otros combustibles biológicos se activan e inducen, de forma diferente, rutas metabólicas adecuadas para el catabolismo de la glucosa, y se inhiben y reprimen, de forma diferente, las rutas alternativas a otros metabolismos.