DNA das Leveduras: O que é Ploidia, Genes e outros aspectos

O estudo do DNA das leveduras é fundamental para compreender as características genéticas específicas, como o que é ploidia, e otimizar a produção das cervejas. Dessa maneira, torna-se possível o desenvolvimento de novas linhagens de leveduras e a pesquisa de genes de interesse para a produção de cervejas.

Além disso, o entendimento da ploidia, dos genes e de outros aspectos genômicos ajudarão você a compreender melhor as propriedades das leveduras utilizadas na fabricação de cerveja.

Por esse motivo, preparamos para você um e-book completo no qual abordamos sobre as características de leveduras para cervejas. Você vai aprender a avaliar as propriedades de modo a favorecer a produção de bebidas com melhor qualidade no mercado.

Pensando na importância desse tema, neste conteúdo informaremos sobre o genoma das leveduras, o que é a ploidia, destacaremos sobre o papel dos genes na produção das cervejas e os métodos utilizados no estudo do DNA das leveduras. 

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Introdução ao Genoma das Leveduras

O genoma demonstra todas as informações hereditárias codificadas no DNA de um organismo, incluindo as leveduras. Vale destacar que o DNA pode estar localizado nas mitocôndrias e no núcleo celular.

Na molécula de DNA há sequências que codificam para genes e potenciais proteínas. Há também sequências não codificadoras e elas regulam a expressão da proteína codificada.

Sobre esse tópico é importante destacarmos também que cada organismo tem tamanho e características específicas de DNA.

Ploidia e Hibridização das Leveduras

A primeira levedura descoberta e analisada em laboratório é haplóide, ou seja, tem uma única cópia de cada cromossomo no seu genoma. Por conta dessa característica, era uma levedura fácil de ser trabalhada. 

Em geral, as leveduras industriais são diploides (2 cópias de cada cromossomo) ou poliplóides (mais de 2 cópias).

As aneuplóides, como a Saccharomyces pastorianus, por outro lado, tem um número de cópias diferentes em cada cromossomo. Desse modo, um cromossomo específico pode ter 1 cópia, outro cromossomo pode ter 3 cópias, assim por diante.

E pensando em DNA: como esta separação aconteceu?

Um dos principais fatores foram as ações do homem através da domesticação e do uso empírico das leveduras cervejeiras, que através da sua forma de trabalhar com as leveduras, atuaram no direcionamento do que as leveduras são atualmente. 

Devido a capacidade de esporulação das leveduras, em um determinado momento da história de produção de cervejas, dois tipos diferentes de leveduras esporulam e se misturaram. O resultado dessa mistura foi uma levedura aneuplóide, muito utilizada na produção de cervejas lagers, a Sacchamomyces pastorianus. . Essa hibridização ocorreu dentro do ambiente cervejeiro, em condições de fermentação, através da mistura do DNA de leveduras distintas: a Saccharomyces cerevisiae e Saccharomyces eubayanus, criando uma nova espécie de levedura não identificada na natureza até os dias atuais.

Foto: Banco de imagens Levteck

Genes e sua Importância na Produção de Cerveja

O gene faz referência a uma parte da molécula de DNA que se responsabiliza pelas características herdadas geneticamente. Cada gene conta com uma sequência específica de DNA que conta com código para produzir uma proteína com função específica.

O estudo genético das leveduras ajuda na identificação de genes alvos. Além disso, favorece o desenvolvimento de melhores características de leveduras para aplicação industrial. Desse modo, os genes podem ser trabalhados para ter uma resposta assertiva na fermentação das bebidas.

Alguns genes que podemos destacar são:

• AGT1 – Responsável pelo consumo de maltotriose, possibilita o aumento da atenuação das leveduras através da sua sobre-expressão. 
• Genes da família FLO – Aumentam os níveis de floculação.
• Genes POF – Relacionados com a produção de compostos fenólicos.
• Gene CIS4 e NHS5 – Diminuem a produção de off-flavor.

O Genoma da Levedura Saccharomyces cerevisiae

O primeiro genoma de uma levedura Saccharomyces cerevisiae foi sequenciado em abril de 1996 e os cientistas descobriram que há 16 cromossomos e 6 mil genes no DNA do microrganismo.

Apesar do número reduzido de genes, a diversidade metabólica da levedura é muito grande. Esse fato está relacionado ao seu metabolismo induzível. Isso significa que a levedura ativa boa parte dos seus genes, expressando as proteínas, somente de acordo com os estímulos do meio extracelular. Dessa forma ela se torna extremamente eficiente metabolicamente.  

Após o sequenciamento do primeiro DNA de leveduras Saccharomyces, foi criado um banco de dados que possui todo o código do DNA (Saccharomyces Data Base – SDB), sendo o portal é uma excelente fonte de pesquisa de genes e proteínas em Saccharomyces. . 

Atualmente percebe-se uma similaridade no genoma das diferentes leveduras industriais utilizadas para a produção de cerveja, indicando que o processo de  domesticação levou as leveduras a um grupo coeso.

Métodos para o Estudo do DNA das Leveduras

O DNA das leveduras pode ser coletado e estudado por meio de diferentes metodologias. Entre elas estão:

• DNA Finger Print: identifica diferentes indivíduos de leveduras pela fragmentação e comparação das partes de DNA obtidas. Esse método funciona como uma espécie de impressão digital do microrganismo; 
• PCR: nessa técnica, há a ampliação de genes específicos que permite a identificação da presença dos genes. Podemos identificar se falta algo ou não no genoma;
• Sequenciamento do DNA: também há ampliação de uma região específica do genoma, sendo que no sequenciamento conseguimos obter os pares de bases do genoma e comparar com as sequências previamente depositadas em bancos de dados genéticos. É possível verificar também se o gene está completo e se ele pode expressar alguma proteína.

Para alcançar um maior entendimento das leveduras cervejeiras e aprimorar as características desejadas na produção de cerveja, o estudo do DNA e dos genes é fundamental. 

Por esse motivo, a pesquisa genômica deve ser contínua, pois essa prática ajudará a sua empresa a impulsionar a inovação na indústria cervejeira e promover o desenvolvimento de leveduras cada vez mais robustas e adaptadas às necessidades do processo cervejeiro.

Foto: Banco de imagens Levteck

Levteck como sua parceira no controle de qualidade da cerveja

A Levteck atende o mercado nacional na produção de leveduras para cervejas especiais e em programas de qualidade microbiológico destinados para microcervejarias. A empresa desenvolve kits para controle microbiológico e presta consultorias no reuso de leveduras, viabilidade celular, contribuindo para a padronização das bebidas e a otimização da qualidade das cervejas.

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