Mesosomer egenskaber, typer og funktioner



den mesosomes de er invaginationer i plasmamembranen af ​​grampositive og nogle gramnegative bakterier, som kun observeres i celler, der er kemisk fikseret til observation i elektronmikroskopi.

Oprindeligt foreslog mikrobiologerne, at de var organeller, der havde flere funktioner. Blandt disse mulige funktioner var, at de kunne deltage i syntese af cellemembraner, i dannelsen af ​​endosporer, i replikation og segregering af DNA, ved respiration og i redoxmetabolisme, blandt andre funktioner.

I en tid blev det erkendt, at mesosomsystemet var komplekst forbundet med nukleart materiale og relateret til dets replikation.

Desuden blev de tildelt funktioner i enzymatiske processer, såsom transport af elektroner, fordi de blev betragtet som forlængelser af den cytoplasmatiske membran..

Mesosomer var til stede i alle gram-positive bakterier, men var sjældne i gramnegative. I sidstnævnte optrådte kun, hvis de blev dyrket under særlige forhold.

Substitutionen af ​​kemiske fikseringsmetoder til elektronmikroskopi undersøgelser ved cryofixeringsteknikker (fiksering ved lave temperaturer) viste at mesosomer virkelig var malformationer af membranen på grund af kemisk fixering.

indeks

  • 1 historie
  • 2 Generelle egenskaber
  • 3 typer
    • 3.1 Septaler
    • 3.2 Lateral
  • 4 funktioner
    • 4.1 Energetisk og respiratorisk metabolisme
    • 4.2 Kernemembrankobling
    • 4.3 Kerneafdeling
    • 4.4 Septumdannelse
    • 4.5 Syntese af cellevæggen
    • 4.6 Membransyntese
    • 4.7 Syntese og sekretion af exocellulære enzymer
    • 4.8 Placering af episom bindende til membranen
    • 4,9 DNA optagelsessted under transformation
  • 5 Test af mesosomernes kunstige karakter
  • 6 Andre betydninger af udtrykket mesosom
    • 6.1 Anatomi
    • 6.2 Taxonomi
  • 7 referencer

historie

De første nævninger af mesosomiske strukturer stammer fra begyndelsen af ​​tiåret til 50'erne i det sidste århundrede. Men strukturen blev døbt flere år senere af Fitz-James (1960). Denne forsker beskrev mesosomer fra arter af Bacillus kemisk fastgjort.

I løbet af 70'ernes årtier begyndte mange forskere at bevise, at udseende, antal og type af mesosomer var afhængige af den kemiske fixering af bakterier.

I 1981 demonstrerede Ebersold et al. Eksperimentelt den kunstige karakter af disse strukturer ved at studere kemisk og kryogenisk bundet bakterier..

Nylige resultater tyder på, at lignende skade på membranen med det deraf følgende udseende af mesosomer kan observeres i bakterier, der har været udsat for antibiotika.

Generelle egenskaber

Mesosomer blev beskrevet som invaginationer, i form af cytoplasmatiske lommer indeholdende vesikel- og tubuleklynger. De blev også beskrevet som membranholdige spiritus, eller som en kombination af begge typer strukturer.

Mesosomer forekom i alle gram-positive bakterier og kun i nogle gram-negative arter. I sidstnævnte viste de sig kun, da bakterierne voksede i nærværelse af og blev fikseret med osmiumtetroxid.

Indholdet af lipider, proteiner og kulhydrater blev betragtet som ligner plasmamembranets. Imidlertid var der undertiden betydelige forskelle i phospholipid-, carotenoid-, carbohydrat- og menaquinonindholdet i begge strukturer. RNA og spor af DNA blev også fundet i mesosomernes kemiske sammensætning.

typen

To typer af mesosomer blev beskrevet i henhold til deres placering og funktion:

septal

De, der deltog i dannelsen af ​​septum i celledeling og intervenerede i dannelsen af ​​sporer.

Laterales

Disse mesosomer blev tilskrevet syntetiske og sekretoriske funktioner.

funktioner

Energetisk og respiratorisk stofskifte

Mange cytokemiske undersøgelser antydede, at in vivo redox reaktioner af bakterier opholdt sig i mesosomer. Disse undersøgelser omfattede pletter med vitale farvestoffer som Janus B Green og tetrazoliumforbindelser.

Imidlertid foreslog biokemiske undersøgelser, at specifikke oxidaser, dehydrogenaser og cytokromer enten var helt fraværende eller i reducerede koncentrationer i mesosomale præparater..

Kernekobling til membranen

Det blev foreslået, at mesosomet tiltrak kernen til overfladen af ​​cellen efter en proces kaldet ekstrudering.

I frisk fremstillede protoplaster blev fragmenter af mesosomale tubuli, der var fastgjort eksternt til membranen, ofte observeret. Denne union opstod overfor punktet på den indre overflade, hvor kernen fik kontakt med membranen.

Kerneafdeling

Ifølge resultaterne opnået fra forskellige undersøgelser blev det påpeget, at i begyndelsen af ​​divisionen var de to kerner hver forbundet til et mesosom.

Når kernevolumenet øges, blev mesosomerne opdelt i to og derefter adskilt, formodentligt at bære barnekernerne. Det blev derfor antaget, at mesosomer virkede som en primitiv analog af den mitotiske spindel i plante- og dyreceller.

Septum dannelse

Resultaterne af deltagelse af mesosomer i septaldannelse (septum) var tvetydige. Ifølge nogle forfattere var associeringen af ​​mesosomet med septum i nogle arter af voksende bakterier et veletableret faktum.

Imidlertid foreslog mange eksperimentelle resultater, at mesosomer var unødvendige for den normale funktion af cellefordelingsmekanismen.

Syntese af cellevæggen

Fordi mesosomet blev anset for at være forbundet med voksende septum, blev det foreslået, at det også kunne være involveret i syntesen af ​​cellevæggen.

Membransyntese

Det blev også foreslået, at mesosomet var stedet for membransyntese som følge af differentiel inkorporering af lipider og proteinprecursorer i mesosomale vesikler. Der var imidlertid ikke noget afgørende bevis for at vise denne hypotese.

Syntese og sekretion af exocellulære enzymer

Nogle antibiotika forårsager misdannelser svarende til dem, der er forårsaget af de kemikalier, der bruges til at fikse bakterierne. På grund af dette var tilstedeværelsen af ​​mesosomer forbundet med muligheden for, at disse strukturer havde en sekretorisk funktion af enzymer til nedbrydning af antibiotika. Det opnåede bevis var imidlertid modstridende.

Afsætningssted for episomet til membranen

Episoden er en bakteriereplikerende ekstrakromosomal enhed, der kan fungere autonomt eller med et kromosom. Et af funktionerne i det angiveligt bedst testede mesosom var at fungere som cellebindingsstedet for episomerne til bakteriemembranen.

DNA optagelsessted under transformation

Det blev antaget, at mesosomet fungerede som et organ til DNA-optagelse under transformationsprocessen. Denne antagelse var imidlertid baseret på indirekte data og ikke på direkte beviser.

Test af mesosomernes kunstige karakter

Blandt de undersøgelser, som forskerne påpegede at vise, at mesosomer ikke er organeller, men artefakter stammende fra fikseringsteknikker er:

1.- Antal og størrelse af mesosomale strukturer varierer med fikseringsmetoden.

2.- Mesosomer er kun observerbare i kemisk fikserede prøver til elektronmikroskopi.

3.- Mesosomer forekommer ikke i kryogenisk fikserede bakterier.

4.- Disse strukturer forekommer i bakterier behandlet med nogle typer antibiotika, hvilket forårsager lignende skade på kemiske fikseringsmidler.

Andre betydninger af udtrykket mesosom

Betegnelsen mesosom har andre betydninger i zoologi:

anatomi

Mesosom er en af ​​de tre tagmata, hvor kroppen af ​​nogle leddyr er delt, de to andre er prosoma og metasoma.

taksonomi

mesosoma  er en slags krebsdyr beskrevet af Otto, 1821.

referencer

  1. R. H. Ebersold, J.L. Cordier, P. Lüthy (1981). Bakterielle mesosomer: Metodeafhængige artefakter. Mikrobiologisk arkiv.
  2. V.M. Reusch Jr, M.M. Burger (1973). Den bakterielle mesosom. Biochimica et Biophysica Acta.
  3. M.R.J. Salton (1994). Kapitel 1. Bakteriecellehylsteret - et historisk perspektiv. I: J.-M. Ghuysen, R. Hakenbeck (Eds.), Bacferiol-cellevæg. Elsevier Science B.V.
  4. T. Silva, J.C. Sousa, J.J. Polonia, M.A. Macedo, A.M. Parente (1976). Bakterielle mesosomer. Virkelige strukturer eller artefakter? Biochimica et Biophysica Acta.
  5. Midtkroppen. I Wikipedia. Hentet fra https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosome
  6. Mesosoma. I Wikipedia. Hentet fra https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosoma