RESUMEN Las levaduras del género Saccharomyces se encuentran entre los primeros microorganismos que fueron explotados por el hombre. Su capacidad para transformar diferentes azúcares en etanol y CO2, ha sido utilizada en la producción de bebidas alcohólicas y en la elaboración de alimentos como el pan, constituyendo así uno de los primeros ejemplos de la aplicación biotecnológica de un microorganismo. En los últimos años la levadura se ha revelado como el microorganismo eucariótico más útil para estudios biológicos y para los nuevos desarrollos en el campo de la Biotecnología. Las razones que justifican el uso continuado en la producción de bebidas alcohólicas y en la elaboración de alimentos de cepas industriales de S. cerevisiae son su capacidad para transformar eficazmente azúcares en etanol, dióxido de carbono y numerosos metabolitos secundarios que dan lugar al sabor y aroma característico de cada producto y su capacidad para soportar el estrés causado principalmente por la temperatura, la presión osmótica, la presión hidrostática, alta densidad celular, el etanol y la competición con bacterias y otras levaduras silvestres. No obstante, se puede mejorar su tolerancia al estrés consiguiendo así beneficios potenciales en los procesos de producción de alimentos y bebidas alcohólicas. La fermentación a bajas temperaturas resulta clave en los procesos de elaboración de determinadas bebidas alcohólicas con características organolépticas que se ajusten a los perfiles de calidad sensorial y de preferencia del consumidor. La respuesta celular que se desencadena tras someter las células a bajas temperaturas no está bien caracterizada, pues aunque se sabe que tiene como consecuencia la síntesis de una serie de proteínas, éstas no están conservadas en un rango tan amplio de organismos como las sintetizadas como respuesta al choque térmico por calor (HSPs, por sus siglas en inglés Heat Shock Protein). El objetivo de la presente Tesis es la identificación y caracterización de aquellos genes que por un aumento de su expresión, confieran una mayor capacidad de crecimiento a temperaturas bajas en cepas de S. cerevisiae. Así, demostramos que los efectos del frío se ven atenuados mediante la prototrofía a triptófano. En cepas auxótrofas para triptófano los efectos del frío se mitigan mediante la adición de un exceso de triptófano en el medio o mediante la sobreexpresión del gen TRP1 (codifica la fosforibosil antranilato isomerasa que cataliza el 3er paso en la biosíntesis de triptófano) o de aquellos genes que codifican transportadores de triptófano Tat2p y Tat1p. La sobreexpresión de los genes NSG2 (codifica la proteína implicada en la regulación de la biosíntesis de esteroles que estabiliza a una de las dos isoenzimas HMG-CoA), PCK1 (codifica la fosfoenolpiruvato carboxiquinasa, enzima clave en la gluconeogénesis) o PRO2 (codifica la gamma-glutamil-fosfato reductasa que cataliza el 2º paso en la biosíntesis de prolina) provoca una mejoría en el crecimiento a 10º C tanto en cepas auxótrofas para triptófano como en cepas protótrofas lo que se traduce en una cinética de crecimiento con menor tiempo de latencia y menor tiempo de generación. La sobreexpresión en una cepa TRP+ (RS-452) de genes relacionados con el transporte de fosfato (PHO84, PHO87, PHO90 y GTR1) así como la adición al medio de fosfato inorgánico para lograr una elevada concentración del mismo mejora considerablemente su crecimiento. Más recientemente hemos centrado nuestro trabajo en establecer los efectos de las bajas temperaturas sobre el transporte de triptófano a través de la membrana plasmática. A bajas temperaturas el transporte de triptófano se halla seriamente comprometido tanto en la cepa de laboratorio W303 como en las cepas industriales estudiadas. Al sobreexpresar de forma individual los genes TAT2 y TAT1 se obtiene un notable aumento en el transporte de triptófano a 10º C, el cual se correlaciona con un considerable incremento en el crecimiento a dicha temperatura. Así el transporte de triptófano es un punto clave en la fisiología de la levadura, convirtiéndose en factor limitante del crecimiento bajo una gran variedad de condiciones estresantes.