Charakteristiky, typy a funkce mezosomů

mesosomy jedná se o invaginace v plazmatické membráně grampozitivních a některých gramnegativních bakterií, které jsou pozorovány pouze v buňkách chemicky fixovaných pro pozorování v elektronové mikroskopii.

Původně mikrobiologové navrhli, že se jedná o organely, které mají více funkcí. Mezi tyto možné funkce patřilo, že se mohly podílet na syntéze buněčných membrán, tvorbě endospor, v replikaci a segregaci DNA, v dýchání a v redox metabolismu, mezi jinými funkcemi..

Po určitou dobu bylo zjištěno, že mesosomální systém je komplexně spojen s jaderným materiálem a souvisí s jeho replikací.

Navíc, protože oni byli považováni za rozšíření cytoplazmatické membrány, oni byli přiřazení funkce v enzymatických procesech, takový jako transport elektronů..

Mezosomy byly přítomny ve všech grampozitivních bakteriích, ale v Gram negativu byly vzácné. V posledně uvedené se objevily pouze v případě, že byly pěstovány za určitých podmínek.

Substituce chemických fixačních metod studiemi elektronové mikroskopie technikami kryofixace (fixace při nízkých teplotách) ukázala, že mezosomy byly skutečně malformacemi membrány v důsledku chemické fixace.

Index

• 1 Historie
• 2 Obecné charakteristiky
• 3 Typy
  • 3.1 Septály
  • 3.2 Boční
• 4 Funkce
  • 4.1 Energetický a respirační metabolismus
  • 4.2 Navázání jaderné membrány
  • 4.3 Jaderné dělení
  • 4.4 Tvorba septů
  • 4.5 Syntéza buněčné stěny
  • 4.6 Syntéza membrán
  • 4.7 Syntéza a vylučování exocelulárních enzymů
  • 4.8 Umístění vazby epizomu na membránu
  • 4.9 Místo vychytávání DNA během transformace
• 5 Zkoušky umělé povahy mesosomů
• 6 Další významy pojmu mesosoma
  • 6.1 Anatomie
  • 6.2 Taxonomie
• 7 Odkazy

Historie

První zmínky o mezosomických strukturách pocházejí z počátku dekády do 50. let minulého století. Nicméně, struktura byla pokřtěna několik roků pozdnější Fitz-James (1960). Tento výzkumník popsal mezosomy z druhu Bacillus chemicky fixní.

Během desetiletí 70. let začali mnozí vědci dokazovat, že vzhled, počet a typ mesosomů závisí na chemické fixaci bakterií..

V roce 1981, Ebersold et al. Experimentálně demonstrovali umělou povahu těchto struktur studiem chemicky a kryogenně vázaných bakterií..

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

Obecné vlastnosti

Mezosomy byly popsány jako invaginace ve formě cytoplazmatických kapes obsahujících shluky vesikulů a tubulů. Byly také popsány jako membranózní duchové, nebo jako kombinace obou typů struktur.

Mezosomy se objevily u všech grampozitivních bakterií a pouze u několika gram-negativních druhů. Ve druhém případě se objevily pouze tehdy, když bakterie rostly v přítomnosti a byly fixovány oxidem osmičelým.

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

Typy

Byly popsány dva typy mesosomů podle jejich polohy a funkce:

Septiky

Ti, kteří se podíleli na tvorbě přepážky v buněčném dělení a zasahovali do tvorby spór.

Boční

Tyto mesosomy byly přiřazeny syntetické a sekreční funkce.

Funkce

Energetický a respirační metabolismus

Mnohé cytochemické studie ukázaly, že in vivo redox reakce bakterií sídlily v mesosomech. Tyto studie zahrnovaly skvrny s vitálními barvivy, jako je Janus B Green a tetrazoliové sloučeniny.

Biochemické studie však ukázaly, že specifické oxidasy, dehydrogenázy a cytochromy buď zcela chyběly, nebo byly sníženy v mezosomálních přípravcích..

Jaderná vazba na membránu

To bylo navrhl, že mesosome přitahoval jádro k povrchu buňky po procesu volal extruzi.

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

Jaderné dělení

Podle výsledků získaných z různých studií bylo poukázáno na to, že na začátku dělení bylo každé jádro spojeno s mesosomem.

Jak se objem jader zvyšuje, mezosomy byly rozděleny do dvou a pak odděleny, pravděpodobně nesoucí jádra dítěte. Proto se věřilo, že mesosomy fungovaly jako primitivní analog mitotického vřeténka v rostlinných a živočišných buňkách.

Tvorba septa

Výsledky o účasti mesosomů v tvorbě septa (septum) byly nejednoznačné. Podle některých autorů byla asociace mesosomu se septem u některých druhů rostoucích bakterií dobře známým faktem.

Nicméně, mnoho experimentálních výsledků naznačovalo, že mesosomy nebyly nutné pro normální fungování mechanismu buněčného dělení.

Syntéza buněčné stěny

Protože se předpokládalo, že mesosom je spojován s rostoucím septem, bylo navrženo, že by mohl být také zapojen do syntézy buněčné stěny..

Syntéza membrán

Bylo také navrženo, že mesosom byl místem membránové syntézy v důsledku rozdílného inkorporace lipidů a proteinových prekurzorů v mesosomálních váčcích. Neexistoval však žádný přesvědčivý důkaz, který by tuto hypotézu prokázal.

Syntéza a vylučování exocelulárních enzymů

Některá antibiotika způsobují malformace podobné těm, které způsobují chemikálie používané k fixaci bakterií. Díky tomu byla přítomnost mesosomů spojena s možností, že tyto struktury mají sekreční funkci enzymů k degradaci antibiotik. Získané důkazy však byly v rozporu.

Místo připojení epizomu k membráně

Epizom je bakteriálně se replikující extrachromozomální jednotka, která může fungovat autonomně nebo s chromozomem. Jednou z funkcí údajně nejlépe testovaného mesosomu byla funkce vazebného místa buněk epizomů k bakteriální membráně..

Místo vychytávání DNA během transformace

Předpokládalo se, že mesosom působil jako orgán pro vychytávání DNA během transformačního procesu. Tento předpoklad však vycházel z nepřímých údajů a nikoli z přímých důkazů.

Testy umělé povahy mesosomů

Mezi testy, na které výzkumníci poukázali, že mesosomy nejsou organely, ale artefakty vzniklé technikami fixace jsou:

1.- Počet a velikost mesosomálních struktur se liší podle fixační techniky.

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

3.- Mezosomy se neobjevují u kryogenně fixovaných bakterií.

4.- Tyto struktury se objevují u bakterií ošetřených některými typy antibiotik, které způsobují podobné poškození chemických fixačních látek.

Další významy pojmu mesosoma

Termín mesosoma má v zoologii další významy:

Anatomie

Mezosom je jeden ze tří tagmat, ve kterých je tělo některých členovců rozděleno, další dva jsou prosoma a metasoma.

Taxonomie

Mesosoma  je rod korýšů popsaný Otto, 1821.

Odkazy

1. H.R. Ebersold, J.L. Cordier, P. Lüthy (1981). Bakteriální mesosomy: artefakty závislé na metodě. Archiv mikrobiologie.
2. V.M. Reusch Jr, M.M. Burger (1973). Bakteriální mesosom. Biochimica et Biophysica Acta.
3. M.R.J. Salton (1994). Kapitola 1. Obálka bakteriálních buněk - historická perspektiva. V publikaci: J.-M. Ghuysen, R. Hakenbeck (Eds.), Bacferiova buněčná stěna. Elsevier Science B.V..
4. T. Silva, J.C. Sousa, J.J. Polónia, M.A. Macedo, A.M. Parente (1976). Bakteriální mesosomy. Skutečné struktury nebo artefakty? Biochimica et Biophysica Acta.
5. Mezosom Ve Wikipedii. Zdroj: https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosome
6. Mesosoma Ve Wikipedii. Zdroj: https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosoma