Ultraviolettes Licht schädigt Zellen aller Art, einschließlich Hefezellen. Ein übliches Laborexperiment für Studenten, die Biologie studieren, beinhaltet das Bestrahlen von Hefezellen mit ultraviolettem Licht für verschiedene Zeiträume. Die Schüler zeichnen dann die Todesrate der Zellen gegen die Zeit der Strahlenexposition und finden eine direkte Beziehung. Die Strahlung zerstört jedoch die Hefezellen nicht direkt; Es schädigt Moleküle der Desoxyribonukleinsäure oder DNA, die Zellen in einer Reihe von Möglichkeiten beeinflussen können.
Mutationen
Ultraviolette Strahlung tötet Hefezellen nicht direkt. Stattdessen schädigt es ihre DNA. Tatsächlich können die meisten Hefezellen bei niedrigeren Expositionszeiten überhaupt nicht sterben, aber viele werden mutiert. Mutationen treten auf, wenn die Sequenz in der DNA verändert wird. Denken Sie daran, dass DNA die Gene eines Organismus enthält und Gene für alle Eigenschaften eines Organismus verantwortlich sind. Wenn sich die Gene eines Organismus verändern, verändern sich seine Eigenschaften. Manchmal werden diese Veränderungen für den Organismus tödlich sein, aber manchmal können sie nützlich sein. Mutationen sind schließlich eine der treibenden Kräfte für die Evolution durch natürliche Selektion. Ultraviolette Strahlung in niedrigen Dosen wird also eine Hefe-Population beeinflussen, indem sie Mutationen und damit genetische Variabilität in sie einführt.
Tod durch Apoptose
Bei höheren Expositionen wird die DNA in Hefezellen durch die ultraviolette Strahlung irreparabel geschädigt. Eukaryotische Zellen, wie Hefe, können einen Prozess namens Apoptose durchlaufen, wenn ihre DNA zu stark geschädigt wird. Apoptose oder programmierter Zelltod ist im Wesentlichen eine Form von Zellselbstmord, bei der sich die Zelle selbst verdaut. Das Ergebnis der Apoptose ist eine Gruppe von kleinen Membranpaketen, die enthalten, was früher der Inhalt der ganzen Zelle war. Bei mehrzelligen Tieren hat die Apoptose die Aufgabe, Krebszellen daran zu hindern, den Körper zu übernehmen. In einem einzelligen Organismus wie Hefe spekulieren Wissenschaftler, dass Apoptose auftritt, um mehr Platz in der Umgebung zu schaffen, damit andere Zellen leben können.
Ein überraschender Vorteil
Wissenschaftler haben viele Wachstumsfaktoren entdeckt, die dazu führen können, dass eine Population von Hefezellen schneller wächst. Zu diesen gehören stickstoffreiche Aminosäurekomplexe, die in den Zellen selbst enthalten sind. Wenn zum Beispiel ein Wissenschaftler ein Bündel von Hefezellen aufbricht und dann vermischt, was mit lebenden Zellen herauskommt, werden die lebenden Zellen schneller wachsen. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass das wirksamste wachstumsstimulierende Gemisch aus Hefezellen erhalten wird, die durch ultraviolette Strahlung abgetötet wurden. Wenn also eine Hälfte einer Hefekolonie durch ultraviolette Strahlung getötet wird, können die Überlebenden einen enormen Wachstumsschub erfahren.
