MEZOSOMAS: RAKSTURLIELUMI, VEIDI UN FUNKCIJAS - BIOLOĢIJA - 2025

Par mesosomes ir invaginations par plazmas membrānu grampozitīvām baktērijām un daži Gram - negatīvs, tiek novērota tikai šūnās ķīmiski fiksēto elektronu mikroskopa novērošanas.

Mikrobiologi sākotnēji ieteica, ka tie ir daudzfunkcionāli organelli. Starp šīm iespējamām funkcijām, cita starpā, tās varēja piedalīties šūnu membrānu sintēzē, endosporu veidošanā, DNS replikācijā un segregācijā, elpošanā un redoksa metabolismā.

Prokariotu šūnas ar mezosomu diagramma. Uzņemts un rediģēts no Mariana Ruiz LadyofHats, izmantojot Wikimedia Commons.Laiku laiku tika atzīts, ka mezosomu sistēma ir sarežģītā veidā savienota ar kodolmateriāliem un ir saistīta ar tā replikāciju.

Turklāt, tā kā tos uzskata par citoplazmas membrānas paplašinājumiem, tiem tika piešķirtas funkcijas fermentatīvos procesos, piemēram, elektronu transportēšana.

Mezosomas bija visās grampozitīvajās baktērijās, bet reti - gramnegatīvās. Pēdējās tās parādījās tikai tad, ja tās kultivēja īpašos apstākļos.

Ķīmiskās fiksācijas metožu aizstāšana ar elektronu mikroskopijas pētījumiem ar kriofikācijas metodēm (fiksēšana zemā temperatūrā) pierādīja, ka mezosomas faktiski ir membrānas kroplības ķīmiskās fiksācijas dēļ.

Vēsture

Pirmie mezosomālo struktūru pieminēšanas gadījumi meklējami pagājušā gadsimta 50. gadu sākumā. Tomēr struktūru vairākus gadus vēlāk kristīja Ficijs Džeimss (1960). Šis pētnieks aprakstīja mezosomas no ķīmiski fiksētām Bacillus sugām.

70. gados daudzi pētnieki sāka parādīt pierādījumus, ka mezosomu izskats, skaits un veids ir atkarīgs no baktēriju ķīmiskās fiksācijas.

1981. gadā Ebersolds un citi eksperimentāli demonstrēja šo struktūru mākslīgo raksturu, pētot ķīmiski un kriogēniski fiksētas baktērijas.

Jaunākie atklājumi norāda, ka baktērijām, kuras ir pakļautas antibiotiku iedarbībai, var novērot līdzīgus membrānas bojājumus un no tā izrietošu mezosomu parādīšanos.

Vispārīgais raksturojums

Baktērija, organismi, par kuriem ziņots par mezosomām.
Avots: NIAID, izmantojot Wikimedia Commons

Mezosomas tika aprakstītas kā invaginācijas citoplazmatisku kabatas formā, kas satur vezikulu un kanāliņu kopas. Tie tika aprakstīti arī kā membrānas spirāles vai kā abu veidu struktūru apvienojumi.

Mezosomas parādījās visās grampozitīvajās baktērijās un tikai dažās gramnegatīvās sugās. Pēdējā tie parādījās tikai tad, kad baktērijas izauga osmija tetroksīda klātbūtnē un nostiprinājās ar to.

Lipīdu, olbaltumvielu un ogļhidrātu saturs tika uzskatīts par līdzīgu plazmas membrānas saturam. Tomēr dažkārt bija būtiskas atšķirības abu struktūru fosfolipīdu, karotinoīdu, ogļhidrātu un menakinonu saturā. RNS un DNS pēdas tika atrastas arī mezosomu ķīmiskajā sastāvā.

Veidi

Tika aprakstīti divi mezosomu veidi pēc to atrašanās vietas un funkcijas:

Septals

Tie, kas piedalījās starpsienas veidošanā šūnu dalīšanā un bija iesaistīti sporu veidošanā.

Sānu

Šīm mezosomām tika piešķirtas sintētiskās un sekrēcijas funkcijas.

Iespējas

Enerģijas un elpošanas ceļu metabolisms

Daudzi citoķīmiskie pētījumi liecināja, ka baktēriju in vivo redoksreakcijas atradās mezosomās. Šie pētījumi ietvēra krāsošanu ar dzīvībai svarīgiem traipiem, piemēram, Janus Green B un tetrazolija savienojumiem.

Tomēr bioķīmiskie pētījumi liecināja, ka mezosomu preparātos specifisku oksidāžu, dehidrogenāžu un citohromu pilnīgi nebija vai to koncentrācija bija samazināta.

Kodolu savienojums ar membrānu

Tika ierosināts, ka mezosoma piesaistīja kodolu šūnas virsmai pēc procesa, ko sauc par ekstrūziju.

Svaigi pagatavotos protoplastos bieži tika novēroti mezosomu kanāliņu fragmenti, kas ārēji piestiprināti pie membrānas. Šī savienība notika pretēji punktam uz iekšējās virsmas, kur kodols saskārās ar membrānu.

Kodolieroču dalīšana

Saskaņā ar rezultātiem, kas iegūti dažādos pētījumos, tika norādīts, ka dalīšanas sākumā abi kodoli katrs bija savienoti ar mezosomu.

Palielinoties kodola tilpumam, mezosomas tiek sadalītas divās daļās un pēc tam atdalītas, domājams, ka tām ir meitas kodoli. Šī iemesla dēļ tika uzskatīts, ka mezosomas darbojas kā primitīvs mitozes vārpstas analogs augu un dzīvnieku šūnās.

Starpsienu veidošanās

Rezultāti par mezosomu dalību starpsienas (starpsienas) veidošanā bija neviennozīmīgi. Pēc dažu autoru domām, mezosomas saistība ar starpsienu dažās baktēriju augošajās sugās bija vispāratzīts fakts.

Tomēr daudzi eksperimentālie rezultāti liecināja, ka mezosomas nav vajadzīgas šūnu dalīšanas mehānisma normālai darbībai.

Šūnu sienas sintēze

Tā kā tika uzskatīts, ka mezosoma ir saistīta ar augošo starpsienu, tika ierosināts, ka to varētu iesaistīt arī šūnu sienas sintēzē.

Membrānas sintēze

Tika arī ierosināts, ka mezosoma ir membrānas sintēzes vieta, jo lipīdi un olbaltumvielu prekursori diferenciāli iekļaujas mezosomu vezikulās. Tomēr nebija pārliecinošu pierādījumu, kas pamatotu šo hipotēzi.

Eksocelulāro enzīmu sintēze un sekrēcija

Dažas antibiotikas izraisa kroplības, kas līdzīgas tām, ko izraisa ķīmiskās vielas, kuras izmanto baktēriju saistīšanai. Sakarā ar to mezosomu klātbūtne bija saistīta ar iespēju, ka šīm struktūrām bija fermentu sekrēcijas funkcija, kas noārda antibiotikas. Tomēr iegūtie pierādījumi bija pretrunīgi.

Epizomas piestiprināšanas vieta pie membrānas

Epizoma ir baktēriju replicējoša ekstrahromosomu vienība, kas var darboties autonomi vai ar vienu hromosomu. Viena no it kā vislabāk pierādītajām mezosomas funkcijām bija darboties kā vieta epizomu pievienošanai šūnām baktēriju membrānai.

DNS uzņemšanas vieta transformācijas laikā

Tika uzskatīts, ka mezosoma transformācijas procesā darbojas kā DNS uzņemšanas orgāns. Tomēr šī pieņēmuma pamatā bija netieši dati, nevis tieši pierādījumi.

Pierādījumi par mezosomu mākslīgo raksturu

Starp pētnieku norādītajiem pierādījumiem, kas parāda, ka mezosomas nav organellas, bet fiksācijas paņēmienu radītie artefakti ir:

1.- Mezosomālo struktūru skaits un lielums mainās atkarībā no fiksācijas tehnikas.

2. Mezosomas ir novērojamas tikai ķīmiski fiksētos paraugos elektronu mikroskopijai.

3.- Mezosomas neparādās kriogēniski fiksētās baktērijās.

4.- Šīs struktūras parādās baktērijās, kuras apstrādā ar dažu veidu antibiotikām, kas rada bojājumus, kas līdzīgi ķīmiskajiem fiksatoriem.

"Mezosomu" veidošanās ar dažādiem baktēriju šūnu piesaistes nosacījumiem. Pielāgots no Nanninga N. (1971). «Bacillus subtilis mezosoma, ko ietekmē ķīmiskā un fizikālā fiksācija. Paņemts un rediģēts no: Oriģinālais fails, kuru izveidojis TimVickersVectorized Kkairri, izmantojot Wikimedia Commons.

Citas termina mezosomas nozīmes

Terminam mezosoma zooloģijā ir citas nozīmes:

Anatomija

Mezosoma ir viena no trim tagmatām, kurā dažu posmkāju ķermenis ir sadalīts, pārējie divi ir prosoma un metasoma.

Taksonomija

Mezosoma ir vēžveidīgo ģints, kuru aprakstījis Otto 1821. gadā.

Atsauces

1. HR Ebersolds, JL Kordjērs, P. Lībijs (1981). Baktēriju mezosomas: no metodes atkarīgi artefakti. Mikrobioloģijas arhīvi.
2. VM Reusch Jr, MM Burgers (1973). Baktēriju mezosoma. Biochimica et Biophysica Acta.
3. MRJ Saltons (1994). 1. nodaļa. Baktēriju šūnu apvalks - vēsturiska perspektīva. In: J.-M. Ghuysen, R. Hakenbeck (Eds.), Bacferiol šūnu siena. Elsevier Science BV
4. T. Silva, JC Sousa, JJ Polónia, MA Macedo, AM Parente (1976). Baktēriju mezosomas. Reālas struktūras vai artefakti ?. Biochimica et Biophysica Acta.
5. Mezosoms. Vietnē Wikipedia. Atjaunots no https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosome
6. Mezosoms. Vietnē Wikipedia. Atgūts no https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosoma