Pagal klasifikaciją mielės priklauso Mycota karalystės mikroskopiniams grybams. Tai vienaląsčiai nejudrūs mikroorganizmai, mažo dydžio – 10-15 mikronų. Nepaisant išorinio mielių panašumo su didelėmis bakterijų rūšimis, dėl savo ląstelių ultrastruktūros ir dauginimosi būdų jos priskiriamos grybams.
Ryžiai. 1. Mielių vaizdas ant Petri lėkštelės.
Mielių buveinė
Dažnai natūraliomis sąlygomis mielės aptinkamos ant substratų, kuriuose gausu angliavandenių ir cukrų. Todėl jų yra vaisių ir lapų, uogų ir vaisių paviršiuje, žaizdų sultyse, žiedų nektare, negyvose augalinėse medžiagose. Be to, jų yra dirvožemyje (pavyzdžiui, kraikuose) ir vandenyje. Candida arba Pichia genčių mielių organizmai dažnai randami žmonių ir daugelio gyvūnų rūšių žarnyno aplinkoje.
Visose mielių ląstelėse yra apie 75% vandens, 50-60% yra surišti tarpląstelėje, o likę 10-30% išsiskiria. Ląstelės sausojoje medžiagoje, priklausomai nuo amžiaus ir būklės, vidutiniškai yra:
azotas 45-60%;
cukrus 15-40%;
riebalų 2,5-13%;
mineralai 7-11%.
Be to, ląstelėse yra nemažai svarbių jų medžiagų apykaitai reikalingų komponentų – fermentų, vitaminų. Mielių organizmų fermentai yra įvairių rūšių fermentacijos ir kvėpavimo procesų katalizatoriai.
Mielių ląstelės yra įvairių formų: elipsės, ovalai, lazdelės, rutuliukai. Matmenys taip pat skiriasi: dažnai ilgis yra 6-12 mikronų, o plotis - 2-8 mikronai. Tai priklauso nuo jų gyvenimo ar auginimo sąlygų, mitybos komponentų ir aplinkos veiksnių. Jaunos mielės yra stabiliausios savo savybėmis, todėl jas naudojant atliekamos charakteristikos ir rūšių aprašymai.
Mielių organizmai turi visus standartinius komponentus, esančius eukariotinėse ląstelėse. Tačiau, be to, jie turi unikalių išskirtinių grybų savybių ir derina augalų ir gyvūnų ląstelių struktūrų savybes:
sienos yra standžios, kaip ir augalų,
nėra chloroplastų ir yra glikogeno, kaip ir gyvūnuose.
Ląstelėse yra membranų, citoplazmos ir organelių, tokių kaip:
šerdis;
Goldžio kompleksas;
Ląstelių mitochondrijos;
ribosominis aparatas;
riebalų intarpai, glikogeno grūdeliai, taip pat valiutos.
Kai kuriose rūšyse yra pigmentų. Jaunų mielių citoplazma yra vienalytė. Augimo proceso metu jų viduje atsiranda vakuolės (turinčios organinių ir mineralinių komponentų). Augimo proceso metu stebimas grūdų formavimasis, didėja vakuolės.
Paprastai apvalkalus sudaro keli sluoksniai su polisacharidais, riebalais ir azoto turinčiais komponentais. Kai kurios rūšys turi į gleives panašų apvalkalą, todėl ląstelės dažnai susilieja ir skysčiuose susidaro dribsniai.
Kvėpavimo procesams mielių ląstelėms reikia deguonies, tačiau daugelis jų tipų (fakultatyvus anaerobinis) gali susidoroti. laikinai ir be jo bei gauna energiją iš rūgimo procesų (kvėpavimas be deguonies), susidarant alkoholiams. Tai yra vienas iš pagrindinių jų skirtumų nuo bakterijų:
Nėra mielių atstovų, galinčių gyventi visiškai be deguonies.
Kvėpavimo procesai su deguonimi yra energetiškai naudingesni mielėms, todėl joms atsiradus ląstelės baigia fermentaciją ir pereina prie deguonies kvėpavimo, išskirdamos anglies dvideginį, kuris skatina greitesnį ląstelių augimą.Šis efektas vadinamas Pasteur. Kartais, esant dideliam gliukozės kiekiui, pastebimas Crabtree efektas, kai net jei yra deguonies, mielių ląstelės jį fermentuoja.
Daugelis mielių yra chemoorganoheterotrofinės ir mitybai bei energijos gamybai priklauso nuo organinių maistinių komponentų.
Sąlygomis, kuriose nėra deguonies, mielės savo mitybai mieliau naudoja angliavandenius, tokius kaip heksozė ir iš jos susintetinti oligosacharidus. Kai kurios rūšys gali metabolizuoti ir kitų rūšių angliavandenius – pentozę, krakmolą, inuliną. Turėdami prieigą prie deguonies, jie gali suvartoti daugiau medžiagų, įskaitant riebalus, angliavandenilius, alkoholį ir kitas. Tokie sudėtingi angliavandenių tipai, tokie kaip ligninai ir celiuliozė, jiems nepasisavinami. Azoto šaltiniai jiems, kaip taisyklė, yra amonio druskos ir nitratai.
Dažniausiai mielės metabolizmo metu gamina įvairių rūšių alkoholius – daugiausia etilo, propilo, izoamilo, butilo, izobutilo. Be to, nustatytas lakiųjų riebalų rūgščių susidarymas, pavyzdžiui, nustatyta acto, propiono, sviesto, izosviesto, izovalerio rūgščių sintezė. Be to, per savo gyvybinę veiklą jie gali į aplinką išleisti nedidelę koncentraciją nemažai medžiagų – fuzelių alyvų, acetoinų, diacetilų, aldehidų, dimetilsulfido ir kt. Būtent su tokiais metabolitais dažnai siejamos jų naudojimo produktų organoleptinės savybės.
Išskirtinis mielių ląstelių bruožas yra jų gebėjimas daugintis vegetatyviškai, lyginant su kitais grybais, atsirandantis dėl sporų pumpurų arba, pavyzdžiui, ląstelių zigotų (pvz., Candida ar Pichia genčių). Kai kurios mielės gali vykdyti lytinio dauginimosi procesus, kuriuose yra grybienos stadijos, kai stebimas zigotos susidarymas ir tolesnis jos pavertimas sporomis į „maišelį“. Kai kurios mielės, sudarančios grybieną (pavyzdžiui, Endomyces arba Galactomyces gentys), gali suirti į atskiras ląsteles – artrosporas.
Mielių organizmų augimo procesai priklauso nuo įvairių aplinkos veiksnių – temperatūros, drėgmės, rūgštingumo, osmosinio slėgio. Dauguma mielių teikia pirmenybę vidutinei temperatūrai, tarp jų praktiškai nėra ekstremofilų rūšių, kurios mėgsta per aukštą arba, priešingai, žemą temperatūrą. Yra žinoma, kad yra rūšių, kurios gali toleruoti nepalankias aplinkos sąlygas. Kai kurių mielių organizmų augimą ir vystymąsi galima slopinti naudojant antibiotikus.
Mielės dažnai naudojamos namų ūkiuose ar pramonėje. Žmogus jau seniai pradėjo juos naudoti savo gyvenimo veikloje, pavyzdžiui, ruošdamas duoną ir gėrimus. Šiandien jų biologiniai gebėjimai panaudojami naudingų medžiagų – polisacharidų, fermentų, vitaminų, organinių rūgščių, karotinoidų – sintezei.
Ryžiai. 10. Vynas yra produktas, gaunamas veikiant mielioms.
Mielės naudojamos biotechnologiniuose procesuose gaminant vaistines medžiagas – insuliną, interferoną, heterologinius baltymus. Gydytojai alaus mieles dažnai skiria nusilpusiems, sergantiems alerginėmis ligomis. Jie taip pat naudojami kosmetikos tikslais plaukams, nagams stiprinti, odos būklei pagerinti.
Ryžiai. 11. Mielės kosmetologijoje.
Be to, tarp mielių yra rūšių (pavyzdžiui, Saccharomycesboulardii), kurios gali palaikyti ir atkurti virškinamojo trakto mikroflorą, taip pat palengvinti simptomus ir viduriavimo riziką bei sumažinti raumenų susitraukimus pacientams, sergantiems dirgliosios žarnos sindromais.
Žinoma, kad mielių plitimas maisto produktuose gali sukelti gedimą (pavyzdžiui, atsiranda brinkimo procesai, pakinta kvapai ir skonis). Be to, anot mikologijos specialistų, tarp jų yra ir patogeninių, galinčių sukelti įvairius gyvų organizmų sutrikimus, taip pat nemažai sunkių nusilpusio imuniteto žmonių ligų.
Tarp žmonių ligų yra, pavyzdžiui, kandidozė, kurią sukelia Candida mielės, ir kriptokokozė, kurios sukėlėjas yra Cryptococcus neoformans. Įrodyta, kad šios patogeninės mieliagrybių rūšys dažnai yra normalios žmogaus mikrofloros gyventojos ir pradeda aktyviai daugintis būtent nusilpus, patyrus įvairius sužalojimus, nudegus, po chirurginių intervencijų, ilgai vartojant antibiotikus, kartais maži arba, priešingai, vyresnio amžiaus žmonės.
