Charakterystyka, rodzaje i funkcje mezosomów

2444
Anthony Golden

Plik mezosomy są wgłębieniami w błonie plazmatycznej bakterii Gram dodatnich i niektórych bakterii Gram ujemnych, które obserwuje się tylko w komórkach utrwalonych chemicznie do obserwacji w mikroskopie elektronowym.

Mikrobiolodzy początkowo sugerowali, że są to wielofunkcyjne organelle. Wśród tych możliwych funkcji były między innymi uczestnictwo w syntezie błon komórkowych, tworzeniu przetrwalników, replikacji i segregacji DNA, oddychaniu i metabolizmie redoks..

Schemat komórki prokariotycznej z mezosomem. Zrobione i zredagowane z Mariana Ruiz LadyofHats [domena publiczna], za pośrednictwem Wikimedia Commons.
Przez pewien czas uznawano, że układ mezosomów jest w skomplikowany sposób połączony z materiałem jądrowym i ma związek z jego replikacją..

Dodatkowo, ponieważ są uważane za przedłużenia błony cytoplazmatycznej, przypisano im funkcje w procesach enzymatycznych, takich jak transport elektronów..

Mezosomy były obecne we wszystkich bakteriach Gram dodatnich, ale były rzadkie u bakterii Gram ujemnych. W tym drugim przypadku pojawiały się tylko wtedy, gdy były uprawiane w określonych warunkach.

Zastąpienie metod wiązania chemicznego w badaniach mikroskopii elektronowej technikami kriofiksacji (utrwalanie w niskich temperaturach) dowiodło, że mezosomy były w rzeczywistości deformacjami błony wynikającymi z wiązania chemicznego..

Indeks artykułów

  • 1 Historia
  • 2 Charakterystyka ogólna
  • 3 rodzaje
    • 3.1 Przegrody
    • 3.2 Boki
  • 4 Funkcje
    • 4.1 Energia i metabolizm oddechowy
    • 4.2 Sprzężenie jądrowe z membraną
    • 4.3 Podział jądrowy
    • 4.4 Tworzenie przegrody
    • 4.5 Synteza ściany komórkowej
    • 4.6 Synteza błon
    • 4.7 Synteza i wydzielanie enzymów zewnątrzkomórkowych
    • 4.8 Miejsce przyczepienia epizomu do błony
    • 4.9 Miejsce pobierania DNA podczas transformacji
  • 5 Dowody na sztuczną naturę mezosomów
  • 6 Inne znaczenia terminu mezosom
    • 6.1 Anatomia
    • 6.2 Taksonomia
  • 7 Referencje

Fabuła

Pierwsze wzmianki o strukturach mezosomicznych pochodzą z wczesnych lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku. Jednak konstrukcja została ochrzczona kilka lat później przez Fitz-Jamesa (1960). Badacz ten opisał mezosomy z gatunku Bakcyl utrwalony chemicznie.

W ciągu dekady lat 70-tych wielu badaczy zaczęło wykazywać dowody na to, że wygląd, liczba i rodzaj mezosomów zależały od chemicznego wiązania bakterii.

W 1981 roku Ebersold i wsp. Wykazali eksperymentalnie sztuczną naturę tych struktur, badając bakterie utrwalone chemicznie i kriogenicznie..

Niedawne odkrycia wskazują, że podobne uszkodzenie błony, z następczym pojawieniem się mezosomów, można zaobserwować u bakterii, które były narażone na działanie antybiotyków.

Ogólna charakterystyka

Bakteria, organizmy, w których odnotowano mezosomy.
Źródło: NIAID [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], za pośrednictwem Wikimedia Commons

Mezosomy opisano jako wgłębienia w postaci kieszonek cytoplazmatycznych zawierających skupiska pęcherzyków i kanalików. Opisywano je również jako błoniaste spirale lub jako połączenie obu typów struktur..

Mezosomy pojawiły się u wszystkich bakterii Gram-dodatnich i tylko u kilku gatunków Gram-ujemnych. W tym ostatnim przypadku pojawiały się tylko wtedy, gdy bakterie rosły w obecności tetratlenku osmu i wiązały się z nim..

Zawartość lipidów, białek i węglowodanów uznano za zbliżoną do zawartości błony komórkowej. Jednak czasami występowały istotne różnice w zawartości fosfolipidów, karotenoidów, węglowodanów i menachinonu w obu strukturach. RNA i ślady DNA znaleziono również w składzie chemicznym mezosomów.

Rodzaje

Opisano dwa typy mezosomów ze względu na ich lokalizację i funkcję:

Przegrody

Te, które brały udział w tworzeniu przegrody podczas podziału komórek i były zaangażowane w tworzenie zarodników.

Bok

Tym mezosomom przypisywano funkcje syntetyczne i wydzielnicze.

funkcje

Energia i metabolizm oddechowy

Wiele badań cytochemicznych sugeruje, że reakcje redoks in vivo bakterii znajdują się w mezosomach. Badania te obejmowały barwienie żywymi barwnikami, takimi jak Janus Green B i związki tetrazoliowe..

Jednak badania biochemiczne sugerują, że specyficznych oksydaz, dehydrogenaz i cytochromów całkowicie brakowało lub występowało w zmniejszonych stężeniach w preparatach mezosomalnych..

Sprzężenie jądrowe z membraną

Sugerowano, że mezosom przyciągał jądro do powierzchni komórki po procesie zwanym ekstruzją..

W świeżo przygotowanych protoplastach często obserwowano fragmenty kanalików mezosomalnych przyczepionych zewnętrznie do błony. Połączenie to nastąpiło po przeciwnej stronie do punktu na wewnętrznej powierzchni, w którym rdzeń stykał się z membraną..

Podział jądrowy

Zgodnie z wynikami różnych badań wskazano, że na początku podziału oba jądra były połączone z mezosomem..

Wraz ze wzrostem objętości jądra mezosomy podzieliły się na dwie, a następnie rozdzielone, prawdopodobnie przenosząc jądra potomne. Dlatego uważano, że mezosomy działają jako prymitywny analog wrzeciona mitotycznego w komórkach roślinnych i zwierzęcych..

Powstanie przegrody

Wyniki dotyczące udziału mezosomów w tworzeniu przegrody (przegrody) były niejednoznaczne. Według niektórych autorów, powiązanie mezosomu z przegrodą u niektórych gatunków rosnących bakterii było dobrze znanym faktem..

Jednak wiele wyników eksperymentów sugerowało, że mezosomy są niepotrzebne do normalnego funkcjonowania mechanizmu podziału komórkowego..

Synteza ściany komórkowej

Ponieważ uważano, że mezosom jest związany z rosnącą przegrodą, zasugerowano, że może on również brać udział w syntezie ściany komórkowej.

Synteza błon

Zaproponowano również, że mezosom będzie miejscem syntezy błony ze względu na zróżnicowaną inkorporację lipidów i prekursorów białek do pęcherzyków mezosomalnych. Jednak nie było rozstrzygających dowodów na poparcie tej hipotezy..

Synteza i wydzielanie enzymów zewnątrzkomórkowych

Niektóre antybiotyki powodują wady rozwojowe podobne do tych powodowanych przez chemikalia używane do wiązania bakterii. Z tego powodu obecność mezosomów wiązała się z możliwością, że struktury te pełnią funkcję wydzielniczą enzymów rozkładających antybiotyki. Jednak uzyskane dowody były sprzeczne.

Miejsce mocowania epizomu do błony

Episom jest bakteryjną replikującą się jednostką pozachromosomalną, która może funkcjonować autonomicznie lub z jednym chromosomem. Jedną z rzekomo najlepiej udowodnionych funkcji mezosomu było działanie jako miejsce przyłączania komórek episomów do błony bakteryjnej..

Miejsce pobierania DNA podczas transformacji

Uważano, że mezosom działa jako narząd wychwytujący DNA podczas procesu transformacji. Jednak założenie to było oparte na danych pośrednich, a nie bezpośrednich dowodach..

Dowody na sztuczną naturę mezosomów

Wśród dowodów wskazanych przez naukowców, aby wykazać, że mezosomy nie są organellami, ale artefaktami spowodowanymi technikami fiksacji, są:

1.- Liczba i wielkość struktur mezosomalnych zależy od techniki fiksacji.

2.- Mezosomy można obserwować tylko w chemicznie utrwalonych próbkach do mikroskopii elektronowej.

3.- Mezosomy nie pojawiają się w bakteriach utrwalonych kriogenicznie.

4.- Struktury te pojawiają się u bakterii leczonych niektórymi rodzajami antybiotyków, które powodują uszkodzenia podobne do utrwalaczy chemicznych.

Tworzenie „mezosomów” przez różne warunki przylegania komórek bakteryjnych. Na podstawie Nanninga N. (1971). „Mezosom Bacillus subtilis dotknięty wiązaniem chemicznym i fizycznym. Zrobione i zredagowane z: Oryginalny plik wykonany przez TimVickersVectorized przez Kkairri [domena publiczna], za pośrednictwem Wikimedia Commons.

Inne znaczenia terminu mezosom

Termin mezosom ma inne znaczenie w zoologii:

Anatomia

Mesosoma jest jednym z trzech tagmatów, na które podzielone jest ciało niektórych stawonogów, pozostałe dwa to prosoma i metasoma.

Taksonomia

Mesosom  to rodzaj skorupiaków opisany przez Otto, 1821.

Bibliografia

  1. H.R. Ebersold, J.L. Cordier, P. Lüthy (1981). Mezosomy bakteryjne: artefakty zależne od metody. Archiwa Mikrobiologii.
  2. V.M. Reusch Jr, M.M. Burger (1973). Mezosom bakteryjny. Biochimica et Biophysica Acta.
  3. M.R.J. Salton (1994). Rozdział 1. Otoczka komórki bakteryjnej - perspektywa historyczna. W: J.-M. Ghuysen, R. Hakenbeck (red.), Bacferiol cell wall. Elsevier Science B.V.
  4. T. Silva, J.C. Sousa, J.J. Mgr Polónia Macedo, A.M. Parente (1976). Mezosomy bakteryjne. Prawdziwe struktury czy artefakty? Biochimica et Biophysica Acta.
  5. Mesosom. Na Wikipedii. Odzyskany z https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosome
  6. Mesosom. Na Wikipedii. Odzyskany z https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosoma

Jeszcze bez komentarzy