Caracteristicile, tipurile și funcțiile mezozomilor

1203
Basil Manning

mezosomii sunt invaginații în membrana plasmatică a bacteriilor Gram pozitive și a unor bacterii Gram negative, care sunt observate numai în celule fixate chimic pentru observare în microscopie electronică.

Microbiologii au sugerat inițial că erau organite multifuncționale. Printre aceste funcții posibile se numără faptul că ar putea participa la sinteza membranelor celulare, la formarea endosporilor, la replicarea și segregarea ADN-ului, la respirație și la metabolismul redox, printre alte funcții..

Diagrama unei celule procariote cu mezosom. Luată și editată de la Mariana Ruiz LadyofHats [Domeniu public], prin Wikimedia Commons.
Pentru o vreme s-a recunoscut că sistemul mezosom a fost conectat într-un mod complex cu materialul nuclear și a fost legat de replicarea acestuia..

În plus, deoarece acestea sunt considerate extensii ale membranei citoplasmatice, li s-au atribuit funcții în procesele enzimatice, cum ar fi transportul de electroni..

Mezozomii au fost prezenți la toate bacteriile Gram pozitive, dar au fost rare la cele Gram negative. În cele din urmă au apărut numai dacă au fost cultivate în condiții speciale.

Înlocuirea metodelor de fixare chimică pentru studii de microscopie electronică prin tehnici de criofixare (fixare la temperaturi scăzute) a dovedit că mezosomii erau de fapt malformații ale membranei datorate fixării chimice..

Indice articol

  • 1 Istorie
  • 2 Caracteristici generale
  • 3 tipuri
    • 3.1 Septale
    • 3.2 Partile
  • 4 Funcții
    • 4.1 Metabolismul energetic și respirator
    • 4.2 Cuplarea nucleară la membrană
    • 4.3 Diviziunea nucleară
    • 4.4 Formarea septului
    • 4.5 Sinteza peretelui celular
    • 4.6 Sinteza membranei
    • 4.7 Sinteza și secreția enzimelor exocelulare
    • 4.8 Locul atașării episomului la membrană
    • 4.9 Situl de captare a ADN în timpul transformării
  • 5 Dovezi pentru natura artificială a mezozomilor
  • 6 Alte semnificații ale termenului mezosom
    • 6.1 Anatomie
    • 6.2 Taxonomie
  • 7 Referințe

Poveste

Primele mențiuni despre structurile mezosomice datează de la începutul anilor 50 ai secolului trecut. Cu toate acestea, structura a fost botezată câțiva ani mai târziu de Fitz-James (1960). Acest cercetător a descris mezozomi din specii de Bacil fixat chimic.

În deceniul anilor 70, numeroși cercetători au început să arate dovezi că apariția, numărul și tipul mezozomilor depindeau de fixarea chimică a bacteriilor.

În 1981, Ebersold și colab. Au demonstrat experimental natura artificială a acestor structuri prin studierea bacteriilor fixate chimic și criogenic..

Descoperirile recente indică faptul că leziunile similare ale membranei, cu apariția consecventă a mezozomilor, pot fi observate la bacteriile care au fost expuse la antibiotice.

Caracteristici generale

O bacterie, organisme în care s-au raportat mezozomi.
Sursă: NIAID [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], prin Wikimedia Commons

Mezozomii au fost descriși ca invaginații, sub formă de buzunare citoplasmatice care conțin grupuri de vezicule și tubuli. Ele au fost, de asemenea, descrise ca spirale membranate sau ca o combinație a ambelor tipuri de structuri..

Mezozomii au apărut la toate bacteriile Gram pozitive și doar la câteva specii Gram negative. În cele din urmă, acestea au apărut numai atunci când bacteriile au crescut în prezența și s-au fixat cu tetroxid de osmiu..

Conținutul de lipide, proteine ​​și carbohidrați a fost considerat similar cu cel al membranei plasmatice. Cu toate acestea, au existat ocazional diferențe semnificative în conținutul de fosfolipide, carotenoide, carbohidrați și menaquinone ale ambelor structuri. ARN și urme de ADN au fost găsite și în compoziția chimică a mezozomilor.

Tipuri

Au fost descrise două tipuri de mezosomi în funcție de localizarea și funcția lor:

Septale

Cei care au participat la formarea septului în diviziunea celulară și au fost implicați în formarea sporilor.

Latură

Aceste mezozomi au fost atribuiți funcții sintetice și secretorii.

Caracteristici

Energia și metabolismul respirator

Multe studii citochimice au sugerat că reacțiile redox in vivo ale bacteriilor au locuit în mezozomi. Aceste studii au inclus colorarea cu pete vitale, cum ar fi Janus Green B și compuși de tetrazolium..

Cu toate acestea, studiile biochimice au sugerat că oxidazele specifice, dehidrogenazele și citocromii, lipsesc total sau în concentrații reduse în preparatele mezosomale..

Cuplare nucleară la membrană

S-a sugerat că mezosomul a atras nucleul către suprafața celulei după un proces numit extrudare..

La protoplastii proaspăt pregătiți, au fost adesea observate fragmente de tubuli mezosomali atașați extern la membrană. Această unire a avut loc opus punctului de pe suprafața interioară unde miezul a intrat în contact cu membrana..

Divizia nucleară

Conform rezultatelor obținute din diferite studii, s-a subliniat că, la începutul diviziunii, cele două nuclee erau conectate fiecare la un mezosom.

Pe măsură ce volumul nuclear crește, mezosomii s-au împărțit în doi și apoi s-au separat, purtând probabil nuclee fiice. Prin urmare, se crede că mezosomii acționează ca un analog primitiv al fusului mitotic din celulele vegetale și animale..

Formarea septului

Rezultatele despre participarea mezozomilor la formarea septului (sept) au fost ambigue. Potrivit unor autori, asocierea mezosomului cu septul la unele specii de bacterii în creștere a fost un fapt bine stabilit..

Cu toate acestea, multe rezultate experimentale au sugerat că mezosomii nu erau necesari pentru funcționarea normală a mecanismului de diviziune celulară..

Sinteza peretelui celular

Deoarece mezosomul a fost considerat a fi asociat cu septul în creștere, s-a sugerat că ar putea fi implicat și în sinteza peretelui celular.

Sinteza membranei

Mesosomul a fost, de asemenea, propus a fi locul de sinteză a membranei datorită încorporării diferențiale a lipidelor și precursorilor de proteine ​​în veziculele mezosomale. Cu toate acestea, nu au existat dovezi concludente care să susțină această ipoteză..

Sinteza și secreția enzimelor exocelulare

Unele antibiotice provoacă malformații similare cu cele cauzate de substanțele chimice utilizate pentru a lega bacteriile. Datorită acestui fapt, prezența mezozomilor a fost asociată cu posibilitatea ca aceste structuri să aibă o funcție secretorie a enzimelor de degradare a antibioticelor. Cu toate acestea, dovezile obținute au fost contradictorii.

Locul de atașare a episomului la membrană

Episomul este o unitate extracromozomială care reproduce bacteriile care poate funcționa autonom sau cu un singur cromozom. Una dintre funcțiile presupuse cele mai bine dovedite ale mezosomului a fost de a acționa ca un loc pentru atașarea celulelor episomilor la membrana bacteriană..

Situl de absorbție a ADN în timpul transformării

Se crede că mezosomul acționează ca un organ de absorbție a ADN în timpul procesului de transformare. Cu toate acestea, această ipoteză s-a bazat pe date indirecte și nu pe dovezi directe..

Dovezi pentru natura artificială a mezozomilor

Printre dovezile subliniate de cercetători pentru a arăta că mezosomii nu sunt organite, dar artefacte cauzate de tehnicile de fixare sunt:

1.- Numărul și dimensiunea structurilor mezosomale variază în funcție de tehnica de fixare.

2.- Mezozomii sunt observabili numai în probe fixate chimic pentru microscopie electronică.

3.- Mezozomii nu apar în bacteriile fixate criogenic.

4.- Aceste structuri apar la bacteriile tratate cu unele tipuri de antibiotice, care provoacă daune similare cu fixatorii chimici.

Formarea „mezosomilor” prin diferite condiții de atașare a celulelor bacteriene. Adaptat din Nanninga N. (1971). „Mezosomul Bacillus subtilis afectat de fixarea chimică și fizică. Luat și editat din: Fișier original realizat de TimVickers Vectorizat de Kkairri [Domeniu public], prin Wikimedia Commons.

Alte semnificații ale termenului mezosom

Termenul mezosom are alte semnificații în zoologie:

Anatomie

Mezozomul este unul dintre cele trei tagmate în care este împărțit corpul unor artropode, celelalte două sunt prosom și metasom.

Taxonomie

Mezosom  este un gen de crustacee descris de Otto, 1821.

Referințe

  1. HR. Ebersold, J.L. Cordier, P. Lüthy (1981). Mezosomii bacterieni: artefacte dependente de metodă. Arhivele Microbiologiei.
  2. V.M. Reusch Jr, M.M. Burger (1973). Mezosomul bacterian. Biochimica et Biophysica Acta.
  3. M.R.J. Salton (1994). Capitolul 1. Învelișul celulelor bacteriene - o perspectivă istorică. În: J.-M. Ghuysen, R. Hakenbeck (Eds.), Peretele celular Bacferiol. Elsevier Science B.V.
  4. T. Silva, J.C. Sousa, J.J. Polónia, M.A. Macedo, A.M. Parente (1976). Mezosomii bacterieni. Structuri reale sau artefacte? Biochimica et Biophysica Acta.
  5. Mezosom. Pe Wikipedia. Recuperat de pe https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosome
  6. Mezosom. Pe Wikipedia. Recuperat de la https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosoma

Nimeni nu a comentat acest articol încă.