Número 89
LA CIENCIA EN POCAS PALABRAS
RECIBIDO: 03/03/2026; ACEPTADO: 20/08/25; PUBLICADO:23/10/26
Más que cerveza y vino: el papel de la levadura en la ciencia
Ariann Elizabeth Mendoza-Martínez y Yolanda Margarita Camacho-Villasana
Resumen
Las levaduras son hongos unicelulares diminutos que solo pueden observarse con un microscopio. Habitan en la superficie de las plantas, en los suelos e incluso en el cuerpo de los animales, incluidos los seres humanos. Entre las numerosas especies de levaduras, hay una que ha acompañado a la humanidad durante milenios: Saccharomyces cerevisiae, la famosa levadura del pan y la cerveza, capaz de convertir los azúcares en alcohol y dióxido de carbono. Sin embargo, esta levadura no solo destaca por su uso en la producción de alimentos y bebidas, sino que también ha sido clave en la fabricación de proteínas terapéuticas, productos farmacéuticos y sustancias químicas en grandes cantidades y con un alto grado de pureza.
Palabras clave: Fermentación, fármacos, levadura, Saccharomyces cerevisiae.
La magia de la fermentación
Las levaduras, como S. cerevisiae, son seres vivos que necesitan energía para crecer y reproducirse. Normalmente, los organismos obtienen energía a través de la respiración, en la que el oxígeno juega un papel fundamental para descomponer la glucosa. Sin embargo, cuando el oxígeno escasea, la levadura tiene un as bajo la manga: activar la fermentación alcohólica. Este proceso bioquímico convierte las moléculas de glucosa en alcohol y dióxido de carbono.
Durante la elaboración del pan, el dióxido de carbono generado por el metabolismo de S. cerevisiae crea burbujas que hacen que la masa crezca y se esponje. Aunque la levadura muere y el alcohol se evapora con la alta temperatura del horneado, las burbujas que se forman en la masa quedan atrapadas, creando la textura suave característica del pan. Mientras que, durante la elaboración de la cerveza y el vino, la levadura convierte los azúcares en alcohol y gas, dándole sabor y espuma a estas bebidas tan populares. Pero la fermentación es solo el comienzo de la historia de esta levadura.
Un compañero de la humanidad a través de su historia
Durante miles de años, S. cerevisiae ha acompañado a la humanidad como un aliado en la producción de alimentos y bebidas fermentadas. Hay evidencia de su uso en Egipto hace más de 3000 años, mientras que en Mesopotamia se encontraron rastros de producción de cerveza que datan 4000 años antes de nuestra era. Incluso en la China prehistórica ya se consumían bebidas fermentadas hace alrededor de 9000 años a. C.
A lo largo de los siglos, panaderos y cerveceros conservaron cuidadosamente y de manera empírica cultivos de levadura de un lote a otro, sin saber exactamente cómo funcionaba. No fue sino hasta 1680 que Anton van Leeuwenhoek, un naturalista holandés, observó a la levadura por primera vez bajo el microscopio. Sin embargo, en aquel entonces, no imaginó que estaba observando un organismo vivo. El panorama comenzó a cambiar a partir de 1840, cuando Theodor Schwann identificó a la levadura como un hongo y la vinculó al proceso de fermentación. Aunque el gran avance vino de la mano de Louis Pasteur, quien, en 1857, demostró que la fermentación alcohólica no era solo una reacción química, sino que era causada por un ser vivo: la levadura.
La elaboración de cerveza también fue la motivación clave para el inicio de la investigación de la genética de esta levadura. Durante la década de 1930, los científicos Ojvind Winge y Carl Lindegren, en el laboratorio de la famosa cervecería danesa Carlsberg, utilizaron la levadura como modelo experimental, en donde llevaron a cabo cruzas de diferentes poblaciones para seleccionar aquellas con características ideales para la fermentación y así desarrollar nuevas variedades de cerveza. Estos experimentos sentaron las bases de la genética de estos microorganismos. En la década de 1960, la levadura empezó a llamar la atención de la comunidad científica debido a los brillantes experimentos genéticos y bioquímicos realizados por Fred Sherman, quien fue el primer científico en secuenciar genes de esta levadura.
En 1978 se desarrolló la técnica para introducir material genético ajeno en células de levadura. Este avance científico lanzó al estrellato a S. cerevisiae dentro del campo de la biología molecular. Durante la década de 1980, se logró que la levadura produjera proteínas humanas por medio de la ingeniería genética, lo que abrió el camino hacia la producción masiva de proteínas terapéuticas como la insulina. Con estos avances científicos, la levadura dejó de ser un misterio invisible para convertirse en una pieza clave para las áreas de biología molecular, genética, bioquímica, biología celular y biotecnología.
S. cerevisiae: Un pilar de la ciencia moderna
En la actualidad, esta levadura sigue siendo una herramienta fundamental en la investigación científica, contribuyendo a la identificación de genes esenciales para entender el ciclo celular y descifrar distintas vías de señalización celular. Es el primer organismo eucarionte (célula que tiene núcleo) cuyo genoma fue completamente secuenciado, en 1996, marcando una nueva era en la biología molecular moderna.
Gracias a sus características únicas, esta levadura se ha convertido en un modelo ideal para la investigación. Entre ellas destacan:
Fácil de cultivar: Crece en condiciones simples y económicas.
Rápido crecimiento: Forma colonias en pocos días, debido a que puede reproducirse de manera asexual.
Similitud con células animales: Comparte procesos moleculares básicos con organismos pluricelulares.
S. cerevisiae: Una aliada de grandes descubrimientos y premios Nobel
Su sencillez y facilidad de manipulación han permitido a los científicos realizar descubrimientos clave que abarcan múltiples áreas del conocimiento. Los estudios con levadura llevaron a la caracterización de las ciclinas y quinasas dependientes de ciclina (CDKs), proteínas esenciales para controlar la división celular, lo que les valió el Premio Nobel de Medicina o Fisiología en 2001 a Leland H. Hartwell, R. Timothy Hunt y Paul Nurse.
Este modelo también permitió entender los mecanismos de reparación del ADN, como la recombinación homóloga, esenciales para mantener la estabilidad genética. La investigación del transporte intracelular tuvo un gran avance gracias a S. cerevisiae, al identificar cómo las proteínas viajan entre orgánulos mediante vesículas. Este trabajo fue reconocido con el Nobel de Medicina o Fisiología en 2013, otorgado a los investigadores James E. Rothman, Randy W. Schekman y Thomas C. Südhof.
Además, este microorganismo ha sido crucial para entender enfermedades neurodegenerativas, al ofrecer un modelo para estudiar proteínas mal plegadas relacionadas con enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson. También ha sido importante en estudios de la dinámica mitocondrial, que comprende los procesos de fusión (unión) y fisión (división) de las mitocondrias, cruciales para el funcionamiento adecuado de estos orgánulos. La levadura contribuyó a los hallazgos sobre los mecanismos que controlan la importación de proteínas, así como la fusión y fisión de las mitocondrias. Por otro lado, es el primer organismo en el que se generaron mutantes mitocondriales, lo que ha sido útil para comprender la expresión de proteínas en este orgánulo. Esto ha permitido llevar a cabo estudios sobre la respiración celular y la generación de energía dentro de la mitocondria.
Las investigaciones en levaduras sobre cómo se organiza y compacta el ADN han sido fundamentales para el desarrollo de la epigenética, que estudia mecanismos de encendido y apagado de distintos genes y ayuda a explicar por qué organismos con el mismo ADN pueden tener características diferentes.
En biotecnología, S. cerevisiae ha sido protagonista en la producción de bioetanol y proteínas recombinantes para la industria farmacéutica.
Así que, la próxima vez que disfrutes de un pan crujiente o una cerveza refrescante, recuerda que Saccharomyces cerevisiae no solo ha sido tu aliada en la mesa, sino también en los mayores avances científicos de nuestra era.
Ariann Elizabeth Mendoza-Martínez. Departamento de Genética Molecular, Instituto de Fisiología Celular, Universidad Nacional Autónoma de México. Ciudad de México. amendoza@ifc.unam.mx
Yolanda Margarita Camacho Villasana. Departamento de Genética Molecular, Instituto de Fisiología Celular, Universidad Nacional Autónoma de México. Ciudad de México. ycamacho@ifc.unam.mx
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