Biologie 2e
On 26 září, 2021 by adminCíle učení
Na konci této části budete umět následující:
- Popsat význam hub pro rovnováhu životního prostředí
- Shrnout úlohu hub v zemědělství a při přípravě potravin a nápojů
- Popsat význam hub v chemickém a farmaceutickém průmyslu
- Popsat úlohu hub jako modelových organismů
Ačkoli houby často považujeme za organismy, které způsobují nemoci a kazí potraviny, jsou pro život člověka životně důležité na mnoha úrovních. Jak jsme viděli, houby ovlivňují blahobyt lidských populací ve velkém měřítku, protože jsou součástí koloběhu živin v ekosystémech. Mají i další ekosystémové role. Jako zvířecí patogeny pomáhají houby kontrolovat populace škodlivých škůdců. Tyto houby jsou velmi specifické pro hmyz, který napadají, a neinfikují zvířata ani rostliny. Houby jsou v současné době zkoumány jako potenciální mikrobiální insekticidy, přičemž některé z nich jsou již na trhu. Například houba Beauveria bassiana se testuje jako možné biologické kontrolní činidlo proti nedávno rozšířenému brouku smaragdovému jasanu, který se živí jasany. Byla uvolněna v Michiganu, Illinois, Indianě, Ohiu, Západní Virginii a Marylandu ((obrázek)).
Mykorhizní vztah mezi houbami a kořeny rostlin je nezbytný pro produktivitu zemědělské půdy. Bez houbového partnera v kořenových systémech by nepřežilo 80-90 procent stromů a trav. Mykorhizní houbové inokulanty jsou k dostání jako půdní doplňky v obchodech se zahradnickými potřebami a jsou propagovány příznivci ekologického zemědělství.
Některé druhy hub také jíme. Houby mají v lidském jídelníčku významné místo. Smrže, houby shiitake, lišky a lanýže jsou považovány za lahůdky ((obrázek)). V mnoha pokrmech se objevuje skromný hřib luční (Agaricus campestris). Plísně rodu Penicillium nechávají zrát mnoho sýrů. Pocházejí z přírodního prostředí, například z jeskyní v Roquefortu ve Francii, kde jsou na sebe naskládána kola sýra z ovčího mléka, aby se zachytily plísně zodpovědné za modré žilky a štiplavou chuť sýra.
Kvašení – z obilí při výrobě piva a z ovoce při výrobě vína – je prastaré umění, které lidé ve většině kultur praktikovali po tisíciletí. Divoké kvasinky se získávají z prostředí a používají se ke kvašení cukrů na CO2 a etylalkohol za anaerobních podmínek. V současné době je možné zakoupit izolované kmeny divokých kvasinek z různých vinařských oblastí. Louis Pasteur se koncem 50. let 19. století zasloužil o vývoj spolehlivého kmene pivovarských kvasinek Saccharomyces cerevisiae pro francouzský pivovarnický průmysl. Jednalo se o jeden z prvních příkladů patentování biotechnologií.
Mnoho sekundárních metabolitů hub má velký obchodní význam. Houby přirozeně produkují antibiotika, která ničí nebo inhibují růst bakterií a omezují jejich konkurenci v přírodním prostředí. Důležitá antibiotika, jako je penicilin a cefalosporiny, jsou izolována z hub. Mezi cenné léky izolované z hub patří imunosupresivní lék cyklosporin (který snižuje riziko odmítnutí po transplantaci orgánů), prekurzory steroidních hormonů a námelové alkaloidy používané k zastavení krvácení. Psilocybin je sloučenina nacházející se v houbách, jako jsou Psilocybe semilanceata a Gymnopilus junonius, které byly pro své halucinogenní vlastnosti využívány různými kulturami po tisíce let.
Jako jednoduché eukaryotické organismy jsou houby důležitými modelovými výzkumnými organismy. Mnoho pokroků v moderní genetice bylo dosaženo díky použití červené chlebové plísně Neurospora crassa. Navíc mnoho důležitých genů původně objevených v S. cerevisiae posloužilo jako výchozí bod při objevování analogických lidských genů. Jako eukaryotický organismus produkuje a upravuje kvasinková buňka proteiny podobným způsobem jako lidské buňky, na rozdíl od bakterie Escherichia coli, která postrádá vnitřní membránové struktury a enzymy pro označování proteinů určených k exportu. Díky tomu jsou kvasinky mnohem vhodnějším organismem pro použití v experimentech s rekombinantní DNA technologií. Stejně jako bakterie kvasinky snadno rostou v kultuře, mají krátkou generační dobu a dají se geneticky modifikovat.
Souhrn oddílu
Houby jsou důležité pro každodenní život člověka. Houby jsou důležitými rozkladači ve většině ekosystémů. Mykorhizní houby jsou nezbytné pro růst většiny rostlin. Houby jako potrava hrají roli v lidské výživě v podobě hub a také jako původci kvašení při výrobě chleba, sýrů, alkoholických nápojů a mnoha dalších potravinářských přípravků. Sekundární metabolity hub se používají jako léčiva, např. antibiotika a antikoagulancia. Houby jsou modelovými organismy pro studium genetiky a metabolismu eukaryot.
Otázky k přehledu
Kvasinky patří mezi fakultativní anaeroby. To znamená, že ke kvašení alkoholu dochází pouze tehdy, pokud:
- teplota je blízká 37 °C
- atmosféra neobsahuje kyslík
- buňkám je poskytován cukr
- buňkám je poskytováno světlo
B
Výhodou kvasinkových buněk oproti bakteriálním buňkám pro expresi lidských proteinů je, že:
- kvasinkové buňky rostou rychleji
- kvasinkové buňky se snadněji geneticky manipulují
- kvasinkové buňky jsou eukaryotické a modifikují proteiny podobně jako lidské buňky
- kvasinkové buňky. jsou snadno lyzovatelné pro čištění proteinů
C
Proč jsou houbové insekticidy atraktivní alternativou chemických pesticidů pro pěstování potravinářských plodin?
- Při konzumaci fungálních insekticidů by člověk neonemocněl, ale požití chemických pesticidů může být pro člověka škodlivé.
- Jediný fungální insekticid by zahubil širší škálu hmyzu než chemický pesticid.
- Fungální insekticidy mohou likvidovat škodlivý hmyz i rostlinné patogeny, zatímco chemické pesticidy likvidují pouze hmyz.
- Houbové insekticidy rozloží odumírající rostliny, čímž zvýší obsah dusíku v půdě, zatímco chemické pesticidy nerozkládají.
A
Otázky ke kritickému myšlení
Historicky se řemeslný chléb vyráběl chytáním divokých kvasinek ze vzduchu. Před vývojem moderních kmenů kvasinek byla výroba řemeslných chlebů zdlouhavá a pracná, protože mnoho dávek těsta končilo vyřazením. Můžete tuto skutečnost vysvětlit?“
Těsto je často kontaminováno toxickými sporami, které se vznášejí ve vzduchu. Jedním z úspěchů Louise Pasteura bylo vyčištění spolehlivých kmenů pekařských kvasnic pro trvalou výrobu chleba.
Jak by ošetření lesní plochy širokospektrálním fungicidem změnilo koloběh uhlíku a dusíku v dané oblasti?
Houby jsou v ekosystémech důležitými rozkladači, kteří zajišťují rozklad odumřelých rostlin a živočichů na menší molekuly, jež mohou být využity dalšími členy ekosystému. Bez hub by se v lese hromadily rozkládající se organické látky.
V koloběhu uhlíku rozkládají houby organické látky na malé sloučeniny obsahující uhlík. Tímto procesem se oxid uhličitý uvolňuje zpět do ovzduší, aby ho rostliny mohly využít při fotosyntéze, při níž dochází k fixaci uhlíku.
V koloběhu dusíku se při rozkladu houbami také uvolňuje dusík, který mohou využít živé organismy. V tomto cyklu se dusík uvolňuje z organických sloučenin ve formě amoniaku.
.
Napsat komentář