МЕЗОСОМИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ТИПИ ТА ФУНКЦІЇ - БІОЛОГІЯ

У мезозомах є інвагінації на плазматичній мембрані грампозитивних бактерій і деякі Гри - негативний, спостерігаються тільки в клітинах хімічно фіксовані для спостереження електронної мікроскопії.

Мікробіологи спочатку припускали, що вони є багатофункціональними органелами. Серед цих можливих функцій було те, що вони могли брати участь у синтезі клітинних мембран, у формуванні ендоспор, у реплікації та сегрегації ДНК, в диханні та в окислювально-відновлювальному обміні, серед інших функцій.

Діаграма прокаріотичної клітини з мезосомою. Взяте та відредаговане з Мар’яни Руїз LadyofHats через Wikimedia Commons. Протягом певного часу було визнано, що система мезосом комплексно пов'язана з ядерним матеріалом і пов'язана з її тиражуванням.

Крім того, оскільки вони вважаються розширеннями цитоплазматичної мембрани, їм було призначено функції в ферментативних процесах, таких як транспорт електронів.

Мезосоми були присутні у всіх грампозитивних бактеріях, але вони були рідкісними у грамнегативних. В останніх вони з'являлися лише в тому випадку, якщо їх культивували в певних умовах.

Заміна методів хімічної фіксації на дослідження електронної мікроскопії методами кріофіксації (фіксація при низьких температурах) довела, що мезосоми насправді були пороками мембран через хімічну фіксацію.

Історія

Перші згадки про мезосомні структури припадають на початок 50-х років минулого століття. Однак структура була охрещена через кілька років Фітц-Джеймсом (1960). Цей дослідник описав мезосоми з хімічно закріплених видів Bacillus.

Протягом 1970-х численні дослідники почали демонструвати докази того, що поява, кількість та тип мезосом залежать від хімічної фіксації бактерій.

У 1981 році Еберсольд та ін. Експериментально продемонстрували штучну природу цих структур, вивчаючи хімічно та кріогенно закріплені бактерії.

Останні дані свідчать, що подібне пошкодження мембран із наслідком появи мезосом може спостерігатися у бактерій, які зазнали впливу антибіотиків.

Загальна характеристика

Бактерія, організми, де повідомлялося про мезосоми.
Джерело: NIAID, через Wikimedia Commons

Мезосоми описувались як інвагінації у вигляді цитоплазматичних кишень, що містять скупчення везикул і канальців. Їх також описували як перетинчасті спіри, або як комбінацію обох типів структур.

Мезосоми з'явилися у всіх грампозитивних бактерій і лише у кількох грамнегативних видів. В останньому вони з’явилися лише тоді, коли бактерії виросли в присутності тетроксиду осмію та закріпили його.

Вміст ліпідів, білків та вуглеводів вважали подібним до вмісту плазматичної мембрани. Однак періодично спостерігаються значні відмінності у вмісті фосфоліпідів, каротиноїдів, вуглеводів та менахінону в обох структурах. РНК та сліди ДНК також були виявлені в хімічному складі мезосом.

Типи

Описано два типи мезосом відповідно до їх розташування та функції:

Відрізки

Ті, хто брав участь у формуванні перегородки в клітинному поділі та брали участь у утворенні спор.

Сторона

Цим мезосомам приписували синтетичні та секреторні функції.

Особливості

Енергетичний та дихальний обмін

Багато цитохімічних досліджень припустили, що in vivo окислювально-відновні реакції бактерій перебувають у мезосомах. Ці дослідження включали фарбування життєво важливими плямами, такими як Janus Green B та тетразолієві сполуки.

Однак біохімічні дослідження припускають, що специфічні оксидази, дегідрогенази та цитохроми або зовсім відсутні, або у знижених концентраціях у мезосомних препаратах.

Ядерне зчеплення з мембраною

Припускали, що мезосома притягує ядро до клітинної поверхні після процесу, який називається екструзією.

У свіжоприготованих протопластах часто спостерігали фрагменти мезосомних канальців, прикріплених зовні до мембрани. Цей союз відбувся навпроти точки на внутрішній поверхні, де серцевина контактувала з мембраною.

Ядерний поділ

За результатами, отриманими в результаті різних досліджень, було зазначено, що на початку поділу два ядра були з'єднані між собою з мезосомою.

Зі збільшенням ядерного обсягу мезосоми діляться на дві частини, а потім розділяються, імовірно, несучи дочірні ядра. З цієї причини мезосоми вважали, що вони діють як примітивний аналог мітотичного веретена в клітинах рослин і тварин.

Утворення перегородки

Результати щодо участі мезосом у формуванні перегородки (перегородки) були неоднозначними. На думку деяких авторів, зв'язок мезосоми з перегородкою у деяких видів зростаючих бактерій був добре встановленим фактом.

Однак багато експериментальних результатів припускають, що мезосоми не потрібні для нормальної роботи механізму поділу клітин.

Синтез клітинної стінки

Оскільки вважалося, що мезосома пов’язана із зростаючою перегородкою, було припущено, що вона також може бути залучена до синтезу клітинної стінки.

Мембранний синтез

Мезосому також пропонували бути мембранним синтезом завдяки диференційованій інкорпорації ліпідів та попередників білка в мезосомні везикули. Однак не було жодних переконливих доказів на підтвердження цієї гіпотези.

Синтез та секреція екзоцелюлярних ферментів

Деякі антибіотики викликають вади, подібні до тих, що викликані хімічними речовинами, що використовуються для зв'язування бактерій. Завдяки цьому наявність мезосом була пов'язана з можливістю того, що ці структури мали секреторну функцію ферментів для руйнування антибіотиків. Однак отримані докази були суперечливими.

Місце прикріплення епізоми до мембрани

Епізома - це бактеріальна реплікація екстрахромосомної одиниці, яка може функціонувати автономно або з однією хромосомою. Однією з нібито найкращих перевірених функцій мезосоми було функціонування як місце прикріплення клітин епізоми до бактеріальної мембрани.

Місце поглинання ДНК під час трансформації

Вважалося, що мезосома виступає як орган поглинання ДНК в процесі трансформації. Однак це припущення ґрунтувалося на непрямих даних, а не на прямих свідченнях.

Докази штучної природи мезосом

Серед доказів, вказаних дослідниками, що показують, що мезосоми - це не органели, а артефакти, спричинені методами фіксації:

1.- Кількість та розмір мезосомних структур змінюється залежно від техніки фіксації.

2. - Мезосоми спостерігаються лише в хімічно закріплених зразках для електронної мікроскопії.

3.- Мезосоми не з’являються у кріогенно закріплених бактерій.

4.- Ці структури з'являються у бактерій, які отримують антибіотики, які завдають шкоди, подібної хімічним закріплювачам.

Утворення "мезосом" за різних умов прикріплення бактеріальних клітин. Адаптовано з Наннінги Н. (1971). «Мезосома Bacillus subtilis, уражена хімічною та фізичною фіксацією. Знято та відредаговано з: Оригінальний файл, зроблений TimVickersVectorized Kkairri, через Wikimedia Commons.

Інші значення терміна мезосома

Термін мезосома має інші значення в зоології:

Анатомія

Мезосома - одна з трьох тагматів, на які поділено тіло деяких членистоногих, інші два - просома та метасома.

Таксономія

Мезосома - рід ракоподібних, описаний Отто, 1821 рік.

Список літератури

HR Ebersold, JL Cordier, P. Lüthy (1981). Бактеріальні мезосоми: артефакти, залежні від методу. Архіви мікробіології.
В. М. Реуш-молодший, М. М. Бургер (1973). Бактеріальна мезосома. Biochimica et Biophysica Acta.
MRJ Salton (1994). Глава 1. Оболонка клітин бактерій - історична перспектива. У: Дж. М. М. Гюйсен, Р. Хакенбек (ред.), Клітинна стінка бакферіолу. Elsevier Science BV
T. Silva, JC Sousa, JJ Polónia, MA, Macedo, AM Parente (1976). Бактеріальні мезосоми. Справжні споруди чи артефакти ?. Biochimica et Biophysica Acta.
Мезосома. У Вікіпедії. Відновлено з https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosome
Мезосома. У Вікіпедії. Відновлено з https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosoma

МЕЗОСОМИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ТИПИ ТА ФУНКЦІЇ - БІОЛОГІЯ - 2025