Značilnosti, vrste in funkcije mezosomov



The mezosomi to so invaginacije v plazemski membrani Gram pozitivnih in nekaj Gram negativnih bakterij, ki se opazujejo samo v celicah, kemično fiksiranih za opazovanje v elektronski mikroskopiji.

Prvotno so mikrobiologi predlagali, da gre za organele, ki imajo več funkcij. Med temi možnimi funkcijami je bilo, da bi lahko sodelovali pri sintezi celičnih membran, pri tvorbi endospor, pri replikaciji in segregaciji DNA, pri respiraciji in redoks metabolizmu, med drugimi funkcijami..

Nekaj ​​časa je bilo ugotovljeno, da je mezosomski sistem kompleksno povezan z jedrskim materialom in povezan z njegovo replikacijo.

Poleg tega, ker so bili obravnavani kot podaljški citoplazmatske membrane, so jim bile dodeljene funkcije v encimskih procesih, kot je transport elektronov..

Mezosomi so bili prisotni v vseh Gram pozitivnih bakterijah, vendar so bili v Gramu negativni. V slednjem so se pojavile le, če so bile gojene pod določenimi pogoji.

Nadomestitev metod kemijske fiksacije za študije z elektronsko mikroskopijo s tehnikami cryofixation (fiksacija pri nizkih temperaturah) je pokazala, da so mezosomi resnično malformacije membrane zaradi kemijske fiksacije.

Indeks

  • 1 Zgodovina
  • 2 Splošne značilnosti
  • 3 Vrste
    • 3.1 Septali
    • 3.2 Stranski
  • 4 Funkcije
    • 4.1 Energetski in dihalni metabolizem
    • 4.2 Jedrsko membransko spenjanje
    • 4.3 Jedrska divizija
    • 4.4 Nastanek septuma
    • 4.5 Sinteza celične stene
    • 4.6 Sinteza membran
    • 4.7 Sinteza in izločanje eksocelularnih encimov
    • 4.8 Lokacija episoma, ki se veže na membrano
    • 4.9 mesto prevzema DNA med transformacijo
  • 5 Preskusi umetne narave mezosomov
  • 6 Drugi pomeni izraza mesosoma
    • 6.1 Anatomija
    • 6.2 Taksonomija
  • 7 Reference

Zgodovina

Prve omembe mezosomskih struktur segajo od začetka desetletja do 50. let prejšnjega stoletja. Strukturo pa je nekaj let pozneje krstil Fitz-James (1960). Ta raziskovalec je opisal mezozome iz vrst Bacillus kemično fiksno.

V desetletju 70. let so mnogi raziskovalci začeli dokazovati, da je videz, število in vrsta mezosomov odvisna od kemične fiksacije bakterij..

Leta 1981 so Ebersold in drugi eksperimentalno dokazali umetno naravo teh struktur s preučevanjem kemično in kriogeno vezanih bakterij..

Nedavne ugotovitve kažejo, da se podobne poškodbe membrane, ki izhajajo iz nastanka mezosomov, lahko opazijo pri bakterijah, ki so bile izpostavljene antibiotikom..

Splošne značilnosti

Mezosomi so bili opisani kot invaginacije v obliki citoplazmatskih žepov, ki vsebujejo vezikule in grozdove tubulov. Opisani so bili tudi kot membranski duhovi ali kot kombinacija obeh vrst struktur.

Mezosomi so se pojavili pri vseh Gram pozitivnih bakterijah in le v nekaj gram negativnih vrstah. V slednjem so se pojavili le, ko so bakterije rasle v prisotnosti in jih fiksirale z osmijevim tetroksidom.

Vsebnost lipidov, beljakovin in ogljikovih hidratov je bila podobna vsebnosti plazemske membrane. Vendar pa so bile včasih pomembne razlike v vsebnosti fosfolipidov, karotenoidov, ogljikovih hidratov in menaquinona v obeh strukturah. RNA in sledovi DNK smo našli tudi v kemični sestavi mezosomov.

Vrste

Opisani sta bili dve vrsti mezosomov glede na njihovo lokacijo in funkcijo:

Septali

Tisti, ki so sodelovali pri nastajanju septuma v celični delitvi in ​​so posredovali pri nastajanju spor.

Lateralno

Ti mezosomi so bili pripisani sintetičnim in sekretornim funkcijam.

Funkcije

Energetski in dihalni metabolizem

Številne citokemijske študije so pokazale, da so redoks reakcije bakterij in vivo živele v mezosomih. Te študije so vključevale madeže z vitalnimi barvili, kot sta Janus B Green in tetrazolijeve spojine.

Vendar pa so biokemične študije pokazale, da specifične oksidaze, dehidrogenaze in citokromi v celoti niso odsotni ali pa so v mezosomskih pripravkih pri nizkih koncentracijah..

Jedrsko priklop na membrano

Predlagali so, da je mezosom po postopku, imenovanem ekstruzija, pritegnil jedro na površino celice.

V sveže pripravljenih protoplastih so pogosto opazili fragmente mezosomalnih tubulov, ki so bili zunaj pritrjeni na membrano. Ta zveza se je zgodila nasproti točke na notranji površini, kjer je jedro stopilo v stik z membrano.

Jedrska divizija

Na podlagi rezultatov različnih študij je bilo poudarjeno, da sta bili na začetku delitve obe jedri povezani z mezosomom..

Ko se jedrska prostornina poveča, so mezosome razdelili na dva in nato ločili, kar je verjetno nosilo otrokovo jedro. Zato so verjeli, da mezosomi delujejo kot primitivni analog mitotičnega vretena v rastlinskih in živalskih celicah.

Nastanek septuma

Rezultati o udeležbi mezosomov v septualni formaciji (septum) so bili dvoumni. Po mnenju nekaterih avtorjev je bila povezava mezosoma s septumom pri nekaterih vrstah rastočih bakterij dobro uveljavljeno dejstvo.

Vendar pa je veliko eksperimentalnih rezultatov pokazalo, da so bili mezosomi nepotrebni za normalno delovanje mehanizma celične delitve.

Sinteza celične stene

Ker se je mislilo, da je mezosom povezan z rastnim septumom, je bilo predlagano, da bi lahko sodeloval tudi pri sintezi celične stene..

Sinteza membran

Predlagano je bilo tudi, da je mezosom mesto sinteze membrane zaradi diferencialne vključitve lipidov in proteinskih prekurzorjev v mezosomske mehurčke. Vendar ni bilo prepričljivih dokazov, ki bi dokazovali to hipotezo.

Sinteza in izločanje eksocelularnih encimov

Nekateri antibiotiki povzročajo malformacije, podobne tistim, ki jih povzročajo kemikalije, ki se uporabljajo za fiksiranje bakterij. Zaradi tega je bila prisotnost mezosomov povezana z možnostjo, da imajo te strukture sekrecijsko funkcijo encimov za razgradnjo antibiotikov. Vendar so bili pridobljeni dokazi protislovni.

Kraj pritrditve epizoma na membrano

Episoma je bakterijska replikacijska ekstrakromosomska enota, ki lahko deluje samostojno ali s kromosomom. Ena od funkcij domnevno najbolje preizkušenega mezosoma je delovati kot mesto vezave celic na epizome na bakterijsko membrano..

Mesto prevzema DNA med transformacijo

Menili so, da je mezosom v procesu transformacije deloval kot organ za prevzem DNA. Vendar je ta predpostavka temeljila na posrednih podatkih in ne na neposrednih dokazih.

Preskusi umetne narave mezosomov

Med preskusi, ki so jih raziskovalci izpostavili, da pokažejo, da mezosomi niso organele, so artefakti, ki izvirajo iz tehnik fiksacije:

1.- Število in velikost mezosomskih struktur je odvisno od tehnike fiksacije.

2.- Mesosomi so opazni le v kemično fiksnih vzorcih za elektronsko mikroskopijo.

3.- Mesosomi se ne pojavljajo v kriogeno fiksiranih bakterijah.

4.- Te strukture se pojavljajo v bakterijah, ki se zdravijo z nekaterimi vrstami antibiotikov, ki povzročajo podobno poškodbo kot kemični fiksativi.

Drugi pomeni izraza mesosoma

Izraz mesosoma ima v zoologiji druge pomene:

Anatomija

Mesosoma je ena od treh tagmata, v katerem je telo nekaterih členonožcev razdeljeno, druga dva sta prosoma in metasoma.

Taksonomija

Mesosoma  je rod rakov, ki ga je opisal Otto, 1821.

Reference

  1. H.R. Ebersold, J.L. Cordier, P. Lüthy (1981). Bakterijski mezosomi: artefakti, odvisni od metode. Arhivi mikrobiologije.
  2. V.M. Reusch Jr., M.M. Burger (1973). Bakterijski mezosom. Biochimica et Biophysica Acta.
  3. M.R.J. Salton (1994). Poglavje 1. Ovojnica bakterijskih celic - zgodovinska perspektiva. V: J.-M. Ghuysen, R. Hakenbeck (ur.), Bacferiol celična stena. Elsevier Science B.V..
  4. T. Silva, J.C. Sousa, J.J. Polónia, M.A. Macedo, A.M. Parente (1976). Bakterijski mezosomi. Resnične strukture ali artefakti? Biochimica et Biophysica Acta.
  5. Mesosom V Wikipediji. Vzpostavljeno iz https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosome
  6. Mesosoma V Wikipediji. Vzpostavljeno iz https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosoma