MESOSOMY: VLASTNOSTI, TYPY A FUNKCE - BIOLOGIE - 2025

Tyto mesosomes jsou invaginací na plazmatické membráně gram-pozitivních bakterií a některým gram - negativní, jsou pozorovány pouze v buňkách chemicky stálých pro elektronovou mikroskopii pozorování.

Mikrobiologové původně navrhovali, že se jedná o multifunkční organely. Mezi tyto možné funkce patřily to, že se mohly kromě jiného podílet na syntéze buněčných membrán, na tvorbě endospor, na replikaci a segregaci DNA, na dýchání a na redoxní metabolismus.

Schéma prokaryotické buňky s mezosomem. Převzato a editováno z Mariany Ruiz LadyofHats, přes Wikimedia Commons.Někdy bylo zjištěno, že mesosomový systém byl komplexně propojen s jaderným materiálem a souvisí s jeho replikací.

Navíc, protože jsou považovány za rozšíření cytoplazmatické membrány, byly jim přiřazeny funkce v enzymatických procesech, jako je například přenos elektronů.

Mesosomy byly přítomny ve všech gram-pozitivních bakteriích, ale byly vzácné v gram-negativních. V posledně jmenovaném se objevily pouze tehdy, pokud byly kultivovány za zvláštních podmínek.

Substituce metod chemické fixace pro studie elektronové mikroskopie kryofixačními technikami (fixace při nízkých teplotách) prokázala, že mezosomy byly vlastně membránové malformace v důsledku chemické fixace.

Dějiny

První zmínky o mezosomálních strukturách sahají do počátku 50. let minulého století. Struktura byla však pokřtěna o několik let později Fitz-Jamesem (1960). Tento vědec popsal mesozomy z chemicky fixovaných druhů Bacillus.

Během sedmdesátých let začalo množství vědců dokazovat, že vzhled, počet a typ mezosomů závisí na chemické fixaci bakterií.

V roce 1981 Ebersold et al. Experimentálně prokázali umělou povahu těchto struktur studováním chemicky a kryogenně fixovaných bakterií.

Nedávná zjištění ukazují, že podobné poškození membrány s následným výskytem mezosomů lze pozorovat u bakterií, které byly vystaveny antibiotikům.

Obecné vlastnosti

Bakterie, organismy, kde byly hlášeny mesosomy.

Zdroj: NIAID, prostřednictvím Wikimedia Commons

Mesosomy byly popsány jako invaze ve formě cytoplazmatických kapes obsahujících shluky váčků a tubulů. Byly také popsány jako membránové spirály nebo jako kombinace obou typů struktur.

Mesosomy se objevily u všech grampozitivních bakterií a pouze u několika gramnegativních druhů. Ve druhém případě se objevily pouze tehdy, když bakterie rostly v přítomnosti a fixovaly se s oxidem osmičelým.

Obsah lipidů, proteinů a uhlohydrátů byl považován za podobný obsahu plazmatické membrány. Byly však občas významné rozdíly v obsahu fosfolipidů, karotenoidů, uhlohydrátů a menachinonu v obou strukturách. RNA a stopy DNA byly také nalezeny v chemickém složení mesosomů.

Typy

Byly popsány dva typy mezosomů podle jejich umístění a funkce:

Září

Ti, kteří se podíleli na tvorbě septa v buněčném dělení a podíleli se na tvorbě spór.

Postranní

Tyto mezosomy byly označeny jako syntetické a sekreční funkce.

Funkce

Energetický a respirační metabolismus

Mnoho cytochemických studií naznačovalo, že in vivo redoxní reakce bakterií probíhaly v mezozomech. Tyto studie zahrnovaly barvení vitálními skvrnami, jako je Janus Green B a tetrazoliové sloučeniny.

Biochemické studie však naznačují, že specifické oxidázy, dehydrogenázy a cytochromy buď zcela chybí, nebo jsou ve snížených koncentracích v mezosomálních přípravcích.

Jaderná vazba na membránu

Bylo navrženo, že mezosom přitahoval jádro k buněčnému povrchu po procesu zvaném extruze.

V čerstvě připravených protoplastech byly často pozorovány fragmenty mesosomálních tubulů připojených externě k membráně. K tomuto spojení došlo naproti bodu na vnitřním povrchu, kde se jádro dostalo do kontaktu s membránou.

Jaderné dělení

Podle výsledků získaných z různých studií bylo naznačeno, že na začátku dělení byla obě jádra spojena s mesosomem.

Jak se jaderný objem zvětšuje, mezosomy se rozdělily na dvě a pak se oddělily, pravděpodobně nesoucí dceřinná jádra. Z tohoto důvodu se věřilo, že mezosomy fungují jako primitivní analog mitotického vřetena v rostlinných a živočišných buňkách.

Septum formace

Výsledky týkající se účasti mesosomů na tvorbě septa (septum) byly nejednoznačné. Podle některých autorů byla asociace mesosomu se septem u některých druhů rostoucích bakterií zavedeným faktem.

Mnoho experimentálních výsledků však naznačuje, že mezosomy nebyly pro normální fungování mechanismu buněčného dělení zbytečné.

Syntéza buněčné stěny

Protože mezosom byl považován za spojený s rostoucím septem, bylo navrženo, že by mohl být také zapojen do syntézy buněčné stěny.

Membránová syntéza

Mezosom byl také navržen jako místo membránové syntézy v důsledku rozdílného začlenění lipidů a proteinových prekurzorů do mezosomálních váčků. Neexistoval však žádný přesvědčivý důkaz na podporu této hypotézy.

Syntéza a sekrece exocelulárních enzymů

Některá antibiotika způsobují malformace podobné těm, které způsobují chemikálie používané k vázání bakterií. V důsledku toho byla přítomnost mesosomů spojena s možností, že tyto struktury měly sekreční funkci enzymů, aby degradovaly antibiotika. Získané důkazy však byly protichůdné.

Místo připojení epizomu k membráně

Epizom je bakteriální replikační extrachromozomální jednotka, která může fungovat autonomně nebo s jedním chromozomem. Jednou z údajně nejlépe ověřených funkcí mezosomu bylo působit jako místo pro buněčné připojení epizomů k bakteriální membráně.

Místo absorpce DNA během transformace

Předpokládalo se, že mesosom působí během procesu transformace jako orgán pohlcující DNA. Tento předpoklad byl však založen na nepřímých údajích a nikoli na přímých důkazech.

Důkazy o umělé povaze mezosomů

Mezi důkazy, na které poukazují vědci, ukazují, že mesosomy nejsou organely, ale artefakty způsobené fixačními technikami jsou:

1.- Počet a velikost mezosomálních struktur se liší podle techniky fixace.

2. - Mesosomy jsou pozorovatelné pouze v chemicky fixovaných vzorcích pro elektronovou mikroskopii.

3. - Mesosomy se neobjevují v kryogenně fixovaných bakteriích.

4.- Tyto struktury se objevují u bakterií ošetřených některými typy antibiotik, které způsobují poškození podobné chemickým fixátorům.

Tvorba "mesosomů" různými podmínkami připojení bakteriálních buněk. Upraveno z Nanninga N. (1971). «Mezosom Bacillus subtilis ovlivněný chemickou a fyzickou fixací. Převzato a upraveno z: Původní soubor vytvořený TimVickersVectorized by Kkairri, přes Wikimedia Commons.

Jiné významy termínu mesosome

Termín mesosome má jiné významy v zoologii:

Anatomie

Mesosome je jedním ze tří tagmata, na které je rozděleno tělo některých členovců, další dva jsou prosoma a metasoma.

Taxonomie

Mesosoma je rod korýšů popsaný Otto, 1821.

Reference

1. HR Ebersold, JL Cordier, P. Lüthy (1981). Bakteriální mesosomy: artefakty závislé na metodě. Archivy mikrobiologie.
2. VM Reusch Jr, MM Burger (1973). Bakteriální mesosom. Biochimica et Biophysica Acta.
3. MRJ Salton (1994). Kapitola 1. Obal bakteriálních buněk - historická perspektiva. In: J.-M. Ghuysen, R. Hakenbeck (Eds.), Buněčná stěna Bacferiolu. Elsevier Science BV
4. T. Silva, JC Sousa, JJ Polónia, MA Macedo, AM Parente (1976). Bakteriální mesosomy. Skutečné struktury nebo artefakty? Biochimica et Biophysica Acta.
5. Mesosome. Na Wikipedii. Obnoveno z
6. Mesosome. Na Wikipedii. Obnoveno z