MEZOSOMI: ZNAČILNOSTI, VRSTE IN FUNKCIJE - BIOLOGIJA

V mesosomes so invaginations na plazemske membrane Gram pozitivnih bakterij in nekatere Gram - negativni, pri čemer opazili samo v celicah kemično določenih za opazovanje elektronsko mikroskopijo.

Mikrobiologi so prvotno namigovali, da gre za večnamenske organele. Med temi možnimi funkcijami je bilo, da lahko med drugimi funkcijami sodelujejo pri sintezi celičnih membran, pri nastajanju endospora, v podvajanju in segregaciji DNK, pri dihanju in v redoks presnovi.

Diagram prokariotske celice z mezozomom. Vzeta in urejena iz Mariana Ruiz LadyofHats prek Wikimedia Commons. Nekaj časa je bilo ugotovljeno, da je sistem mezozomov na kompleksen način povezan z jedrskim materialom in povezan z njegovo razmnoževanjem.

Poleg tega, ker veljajo za razširitve citoplazemske membrane, so jim bile dodeljene funkcije v encimskih procesih, kot je transport elektronov.

Mezosomi so bili prisotni v vseh gram-pozitivnih bakterijah, redki pa po gram-negativnih. V slednjem so se pojavili le, če so bili gojeni v določenih pogojih.

Nadomeščanje metod kemične fiksacije za študije z elektronsko mikroskopijo s kriofiksacijskimi tehnikami (fiksacija pri nizkih temperaturah) je dokazalo, da so mezozomi dejansko nepravilnosti membran zaradi kemične fiksacije.

Zgodovina

Prve omembe mezosomskih struktur segajo v zgodnje petdesete leta prejšnjega stoletja. Vendar je zgradbo nekaj let pozneje krstil Fitz-James (1960). Ta raziskovalec je opisal mezosome iz kemično fiksnih vrst Bacillus.

Številni raziskovalci so v 70. letih prejšnjega stoletja začeli kazati dokaze, da so videz, število in vrsta mezozomov odvisni od kemične fiksacije bakterije.

Leta 1981 so Ebersold in sodelujoči eksperimentalno dokazali umetnost teh struktur s preučevanjem kemično in kriogenskih fiksnih bakterij.

Nedavne ugotovitve kažejo, da lahko pri bakterijah, ki so bile izpostavljene antibiotikom, opazimo podobno poškodbo membrane, s posledičnim pojavom mezozomov.

Splošne značilnosti

Bakterija, organizmi, v katerih so poročali o mezosomih.
Vir: NIAID, prek Wikimedia Commons

Mezosomi so bili opisani kot invaginacije v obliki citoplazemskih žepov, ki vsebujejo grozde veziklov in tubulov. Opisali so jih tudi kot membrano spir ales ali kot kombinacijo obeh vrst struktur.

Mezosomi so se pojavili pri vseh grampozitivnih bakterijah in le pri nekaj grammu negativnih vrstah. V slednjem so se pojavile šele, ko so bakterije rasle ob prisotnosti osmijevega tetroksida in jih pritrdile.

Vsebnost lipidov, beljakovin in ogljikovih hidratov je veljala za podobno kot plazemska membrana. Vendar pa so bile občasno pomembne razlike v vsebnosti fosfolipida, karotenoida, ogljikovih hidratov in menakinona v obeh strukturah. RNA in sledi DNK smo našli tudi v kemični sestavi mezozomov.

Vrste

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

Septalci

Tisti, ki so sodelovali pri tvorbi septuma pri celični delitvi in so sodelovali pri tvorbi spore.

Stranski

Tem mezozomom so bile pripisane sintetične in sekretorne funkcije.

Lastnosti

Energijska in dihalna presnova

Številne citokemijske študije so nakazovale, da so in vivo redoks reakcije bakterije prebivale v mezosomih. Te študije so vključevale obarvanje z vitalnimi madeži, kot sta Janus Green B in tetrazolijeve spojine.

Vendar pa biokemijske študije kažejo, da so bili v mesozomskih pripravkih specifične oksidaze, dehidrogenaze in citohromi popolnoma odsotne ali v manjših koncentracijah.

Jedrsko spajanje na membrano

Domnevali so, da je mezozom privabil jedro na površino celice po postopku, imenovanem ekstruzija.

Pri sveže pripravljenih protoplastih so pogosto opazili fragmente mezosomskih tubulov, pritrjenih zunaj na membrano. Ta zveza je nastala nasprotno od točke na notranji površini, kjer je jedro vzpostavilo stik z membrano.

Jedrska delitev

Glede na rezultate, pridobljene iz različnih raziskav, je bilo razvidno, da sta bili na začetku delitve obe jedri povezani v mezozom.

Ko se jedrski volumen poveča, se mezosomi razdelijo na dva in nato ločijo, predvidoma nosijo hčerinska jedra. Zaradi tega so mezozomi verjeli, da delujejo kot primitivni analog mitotskega vretena v rastlinskih in živalskih celicah.

Tvorba septuma

Rezultati o udeležbi mezozomov v nastajanju septuma (septuma) so bili dvoumni. Po mnenju nekaterih avtorjev je bila povezava mezozoma s septumom pri nekaterih vrstah rastočih bakterij dobro uveljavljeno dejstvo.

Vendar pa mnogi eksperimentalni rezultati kažejo, da so mezozomi nepotrebni za normalno delovanje mehanizma celične delitve.

Sinteza celične stene

Ker je veljalo, da je mezozom povezan z rastočim septumom, je bilo mišljeno, da lahko sodeluje tudi pri sintezi celične stene.

Sintezna membrana

Mezozom je bilo predlagano tudi mesto sinteze membrane zaradi diferenčne vključitve lipidov in prekurzorjev proteinov v mezosomske vezikle. Vendar ni bilo nobenega prepričljivega dokaza, ki bi podpiral to hipotezo.

Sinteza in izločanje zunajceličnih encimov

Nekateri antibiotiki povzročajo nepravilnosti, podobne tistim, ki jih povzročajo kemikalije, ki se uporabljajo za vezavo bakterij. Zaradi tega je bila prisotnost mezozomov povezana z možnostjo, da so imele te strukture sekretorno funkcijo encimov za razgradnjo antibiotikov. Vendar so bili pridobljeni dokazi nasprotujoči.

Kraj pritrditve epizode na membrano

Episom je ekstrahromosomska enota, ki se razmnožuje z bakterijo, ki lahko deluje samostojno ali z enim kromosomom. Ena izmed domnevno najbolj dokazanih funkcij mezozoma je bila, da deluje kot mesto za pritrditev epizod celic na bakterijsko membrano.

Mesto prevzema DNA med transformacijo

Mezozom se je verjelo, da deluje kot organ za prevzem DNK med postopkom transformacije. Vendar je ta domneva temeljila na posrednih podatkih in ne na neposrednih dokazih.

Dokazi za umetnost narave mezozomov

Med dokazi, ki so jih opozorili raziskovalci in kažejo, da mezozomi niso organele, temveč artefakti, ki jih povzročajo fiksacijske tehnike:

1.- Število in velikost mezosomskih struktur se razlikuje glede na tehniko fiksacije.

2. - Mezozome opazimo le v kemično fiksiranih vzorcih za elektronsko mikroskopijo.

3.- Mezosomi se ne pojavljajo v kriogenskih fiksnih bakterijah.

4.- Te strukture se pojavljajo pri bakterijah, zdravljenih z nekaterimi vrstami antibiotikov, ki povzročajo škodo, podobno kemičnim fiksirjem.

Tvorba "mezozomov" z različnimi pogoji pritrditve bakterijskih celic. Prirejeno iz Nanninga N. (1971). «Mezozom Bacillus subtilis, na katerega vpliva kemična in fizikalna fiksacija. Vzeto in urejeno iz: Izvirna datoteka, ki jo je ustvaril TimVickersVectorized Kkairri, prek Wikimedia Commons.

Drugi pomeni izraza mezozom

Izraz mezozom ima v zoologiji tudi druge pomene:

Anatomija

Mezozom je ena od treh tagmat, na katero je razdeljeno telo nekaterih členonožcev, druga dva sta prosoma in metasoma.

Taksonomija

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

Reference

HR Ebersold, JL Cordier, P. Lüthy (1981). Bakterijski mezozomi: artefakti, odvisni od metode. Arhivi mikrobiologije.
VM Reusch Jr, MM Burger (1973). Bakterijski mezozom. Biochimica et Biophysica Acta.
MRJ Salton (1994). Poglavje 1. Ovoj bakterijskih celic - zgodovinska perspektiva. V: J.-M. Ghuysen, R. Hakenbeck (ur.), Celična stena Bacferiola. Elsevier Science BV
T. Silva, JC Sousa, JJ Polónia, MA Macedo, AM Parente (1976). Bakterijski mezozom. Prave strukture ali artefakti ?. Biochimica et Biophysica Acta.
Mezozom. Na Wikipediji. Pridobljeno iz https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosome
Mezozom. Na Wikipediji. Pridobljeno iz https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosoma

MEZOSOMI: ZNAČILNOSTI, VRSTE IN FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2026