Дрожжи представляют собой одноклеточные микроорганизмы растительного происхождения. Они так же, как плесени и бактерии, относятся к одному большому подразделению растительного царства, известного под названием Mycophyta. Микофиты отличаются от водорослей и высших растений тем, что они не содержат хлорофилла и, следовательно, не способны создавать для себя пищу путем фотосинтеза.
Протоплазма содержит органоиды - постоянные, непременные составные части клетки, активно участвующие в обмене веществ. Среди них особый интерес представляют митохондрии 7 и рибосомы 8.
Митохондрии (от греческого «митос» - нить, «хондрос» - зернышко) - цитоплазматические мелкие частицы, напоминающие нити, зернышки или палочки одинаковой ширины, но различной длины. Размеры их 0,4-1,0 мкм в длину и 0,2-0,5 мкм в ширину. Митохондрии состоят из белков, РНК и соединений фосфора; они содержат также ферменты, которые расщепляют белки, жиры и углеводы. Основной функцией митохондрий является сопряжение синтеза АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) и АДФ (аденозиндифосфорная кислота) и неорганического фосфата. В митохондриях всегда в избытке содержится АДФ, которая является предшественницей АТФ. Когда в митохондриях выделяется энергия, к АДФ присоединяется третья молекула фосфорной кислоты (эта кислота всегда содержится в клетке). И в эту химическую (макроэргическую) связь как бы замуровывается энергия. При разрыве этой связи освобождается около 8 больших калорий, которые были затрачены па ее образование. АТФ уходят из митохондрий и посредством ферментов доставляют энергию для всех жизненных процессов. Молекулы АТФ, отдавая богатый энергией фосфатный остаток другому веществу, которому эта энергия нужна, сами снова превращаются в АДФ.
Выделение энергии в митохондриях, сопутствующее переходу АДФ в АТФ, происходит вследствие окисления промежуточных компонентов цикла трикарбоновых кислот. От карбоновых кислот посредством специальных ферментов отщепляются один за другим атомы водорода; из оставшихся атомов углерода и кислорода образуется углекислый газ. Посредством ряда ферментов электрон с атома водорода передается кислороду. Когда электрон перескакивает с фермента на фермент, излучается энергия. Освобождающаяся при переносе электрона энергия трансформируется, т. е. превращается в энергию химических связей. Приняв два электрона, кислород заряжается отрицательно и присоединяет два протона водорода, свободно плавающих в клетке; при этом образуется вода.
Вода и углекислый газ - два конечных продукта клеточного дыхания. Таким образом, митохондрия сжигает органические вещества и образует АТФ. Синтез АТФ в процессе дыхания называют окислительным фосфорилированием. АТФ - универсальный трансформатор и аккумулятор энергии, используемый клеткой на все биохимические реакции, для осуществления которых требуется химическая энергия. Образно говоря, митохондрии - «электростанции» клетки.
Рибосомы («рибо» - от названия рибонуклеиновой кислоты; «сома» по-гречески - тело) представляют собой включения цитоплазмы в виде субмикроскопических зернышек, состоящих из липоидов, белков и рибонуклеиновой кислоты. Это самые маленькие из всех клеточных образований. В них содержится основная часть клеточной РНК и сложный комплекс ферментов, обеспечивающий синтез важнейших клеточных соединений и в первую очередь белков. Рибосомы, обеспечивая процессы внутриклеточного синтеза белка, являются своеобразной «фабрикой белка» клетки.
Вакуоль - крупная полость, наполненная клеточным соком. По мере созревания и старения клетки в ней образуется одна, две или несколько крупных вакуолей. В вакуолях временно собираются промежуточные продукты обмена веществ, которые затем снова уходят в протоплазму, где подвергаются дальнейшим превращениям. Когда обмен веществ затухает, вакуоли увеличиваются в размерах и в них накапливается много веществ, оставшихся не переработанными.
Все органоиды цитоплазмы расположены в определенных местах; вызвано это тем, что внутри клетки имеются многочисленные перегородки - системы мембран и канальцев. Благодаря этому все химические процессы в клетке строго упорядочены.