МЕЗОЗОМИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ВИДОВЕ И ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

На mesosomes са invaginations на плазмената мембрана на Грам положителни бактерии и някои Грам - отрицателни, се наблюдава само в клетки химично определени за наблюдение електронна микроскопия.

Първоначално микробиолозите предполагат, че са многофункционални органели. Сред тези възможни функции бяха, че те биха могли да участват в синтеза на клетъчните мембрани, в образуването на ендоспори, в репликацията и сегрегацията на ДНК, в дишането и в редукционния метаболизъм, сред другите функции.

Диаграма на прокариотна клетка с мезозома. Взета и редактирана от Мариана Руиз LadyofHats, чрез Wikimedia Commons. За известно време беше установено, че мезозомната система е свързана по сложен начин с ядрения материал и е свързана с нейното възпроизвеждане.

Освен това, тъй като те се считат за разширения на цитоплазмената мембрана, им се възлагат функции при ензимни процеси, като транспорт на електрон.

Мезозомите присъстваха във всички грамположителни бактерии, но бяха рядко срещани при грамотрицателни. В последните те се появяват само ако са култивирани при определени условия.

Замяната на методите за химична фиксация за изследвания с електронна микроскопия с методи на криофиксация (фиксиране при ниски температури) доказа, че мезозомите всъщност са малформации на мембраната поради химическа фиксация.

история

Първите споменавания за мезозомните структури датират от началото на 50-те години на миналия век. Въпреки това, структурата е кръстена няколко години по-късно от Фиц-Джеймс (1960). Този изследовател описа мезозоми от химически фиксирани видове Bacillus.

През 70-те години многобройни изследователи започват да показват доказателства, че появата, броят и видът на мезозомите зависят от химическата фиксация на бактериите.

През 1981 г. Ebersold и др. Експериментално доказват изкуствената природа на тези структури, като изучават химически и криогенно фиксирани бактерии.

Последните открития показват, че подобно увреждане на мембраната с последващата поява на мезозоми може да се наблюдава при бактерии, които са били изложени на антибиотици.

Основни характеристики

Бактерия, организми, в които са съобщени мезозоми.

Източник: NIAID, чрез Wikimedia Commons

Мезозомите бяха описани като инвагинации под формата на цитоплазмени джобове, съдържащи струпвания на везикули и тубули. Те също бяха описани като мембранозни спири или като комбинация от двата типа структури.

Мезозомите се появяват във всички грамположителни бактерии и само при няколко грам отрицателни вида. В последното те се появяват едва когато бактериите растат в присъствието на осмиев тетроксид и се фиксират с него.

Съдържанието на липиди, протеини и въглехидрати се счита за сходно с това на плазмената мембрана. Понякога обаче има значителни разлики в съдържанието на фосфолипиди, каротеноиди, въглехидрати и менахинони в двете структури. РНК и следи от ДНК също бяха открити в химичния състав на мезозомите.

Видове

Описани са два вида мезозоми според тяхното местоположение и функция:

Septals

Тези, които участваха във формирането на септума в клетъчното делене и участваха в образуването на спори.

страна

На тези мезозоми бяха приписани синтетични и секреторни функции.

Характеристика

Енергиен и дихателен метаболизъм

Много цитохимични проучвания предполагат, че in vivo редокс реакциите на бактериите пребивават в мезозомите. Тези изследвания включват оцветяване с жизненоважни петна като Janus Green B и тетразолиеви съединения.

Биохимичните проучвания обаче предполагат, че специфични оксидази, дехидрогенази и цитохроми напълно липсват или са в намалени концентрации в мезозомни препарати.

Ядрено свързване към мембраната

Предполага се, че мезозомата привлича ядрото към клетъчната повърхност след процес, наречен екструзия.

В прясно подготвени протопласти често се наблюдават фрагменти от мезозомни тубули, прикрепени външно към мембраната. Това съединение възниква противоположно на точката на вътрешната повърхност, където сърцевината осъществява контакт с мембраната.

Ядрено разделение

Според резултатите, получени от различни изследвания, беше показано, че в началото на делението двете ядра са свързани в мезозома.

С увеличаването на ядрения обем мезозомите се разделят на две и след това се разделят, по презумпция, носещи дъщерни ядра. Поради тази причина се смята, че мезозомите действат като примитивен аналог на митотичното вретено в растителни и животински клетки.

Образуване на септум

Резултатите за участието на мезозоми във формирането на септума (септума) бяха неоднозначни. Според някои автори връзката на мезозомата със септума при някои видове растящи бактерии е добре установен факт.

Въпреки това, много експериментални резултати предполагат, че мезозомите са ненужни за нормалното функциониране на механизма на клетъчно делене.

Синтез на клетъчната стена

Тъй като се счита, че мезозомата е свързана с нарастващата септума, се предполага, че тя също може да участва в синтеза на клетъчната стена.

Мембранен синтез

Предполага се също, че мезозомата е мястото на мембранния синтез поради диференциалното включване на липиди и протеинови прекурсори в мезозомни везикули. Въпреки това нямаше категорични доказателства в подкрепа на тази хипотеза.

Синтез и секреция на екзоцелуларни ензими

Някои антибиотици причиняват малформации, подобни на тези, причинени от химикалите, използвани за свързване на бактерии. Поради това наличието на мезозоми се свързва с възможността тези структури да имат секреторна функция на ензимите за разграждане на антибиотиците. Получените доказателства обаче са противоречиви.

Място на закрепване на епизома към мембраната

Епизома е бактериално възпроизвеждаща екстрахромозомна единица, която може да функционира автономно или с една хромозома. Една от уж най-добре доказаните функции на мезозомата е да действа като място за клетъчно прикрепване на епизоми към бактериалната мембрана.

ДНК място поглъщане по време на трансформация

Смятало се е, че мезозомата действа като орган на поглъщане на ДНК по време на процеса на трансформация. Това предположение обаче се основаваше на косвени данни, а не на преки доказателства.

Доказателство за изкуствената природа на мезозомите

Сред доказателствата, посочени от изследователите, които показват, че мезозомите не са органели, а артефакти, причинени от техники на фиксиране, са:

1.- Броят и размерът на мезозомните структури варират в зависимост от техниката на фиксиране.

2. - Мезозомите се наблюдават само в химически фиксирани проби за електронна микроскопия.

3.- Мезозомите не се появяват в криогенно фиксирани бактерии.

4.- Тези структури се появяват при бактерии, третирани с някои видове антибиотици, които причиняват увреждане, подобно на химическите фиксиращи вещества.

Образуване на "мезозоми" при различни условия на свързване на бактериални клетки. Адаптиран от Нанинга Н. (1971). «Мезозомата Bacillus subtilis, засегната от химическа и физическа фиксация. Взето и редактирано от: Оригинален файл, създаден от TimVickersVectorized от Kkairri, чрез Wikimedia Commons.

Други значения на термина мезозома

Терминът мезозом има и други значения в зоологията:

анатомия

Мезозомата е една от трите тагмати, в които е разделено тялото на някои членестоноги, другите две са просома и метасома.

таксономия

Mesosoma е род ракообразни, описани от Otto, 1821.

Препратки

1. HR Ebersold, JL Cordier, P. Lüthy (1981). Бактериални мезозоми: артефакти, зависими от метода. Архиви по микробиология.
2. VM Reusch Jr, MM Burger (1973). Бактериалната мезозома. Biochimica et Biophysica Acta.
3. MRJ Salton (1994). Глава 1. Бактериалната обвивка на клетките - историческа перспектива. В: J.-M. Ghuysen, R. Hakenbeck (ред.), Клетъчна стена на Bacferiol. Elsevier Science BV
4. T. Silva, JC Sousa, JJ Polónia, MA Македония, AM Parente (1976). Бактериални мезозоми. Истински структури или артефакти ?. Biochimica et Biophysica Acta.
5. Мезозома. В Уикипедия. Възстановени от
6. Мезозома. В Уикипедия. Възстановена от