MEZOZÓMY: VLASTNOSTI, TYPY A FUNKCIE - BIOLÓGIE

Tieto mesosomes sú invagináciu na plazmatické membráne grampozitívnych baktérií a niektorým gram - negatívne, sú pozorované iba v bunkách chemicky stálych pre elektrónovú mikroskopiu pozorovanie.

Mikrobiológovia pôvodne tvrdili, že ide o multifunkčné organely. Medzi tieto možné funkcie patrili okrem iného aj to, že sa mohli podieľať na syntéze bunkových membrán, na tvorbe endospor, na replikácii a segregácii DNA, na respirácii a na redoxný metabolizmus.

Schéma prokaryotickej bunky s mezozómom. Prevzaté a upravené z Mariany Ruiz LadyofHatsovej prostredníctvom Wikimedia Commons.U nejakého času sa zistilo, že mezozómový systém je komplexne spojený s jadrovým materiálom a súvisí s jeho replikáciou.

Navyše, pretože sa považujú za predĺženie cytoplazmatickej membrány, boli im pridelené funkcie v enzymatických procesoch, ako je napríklad prenos elektrónov.

Mesozómy boli prítomné vo všetkých grampozitívnych baktériách, ale boli zriedkavé v gramnegatívnych. V druhom prípade sa objavili iba vtedy, ak boli pestované za určitých podmienok.

Substitúcia metód chemickej fixácie pre štúdie elektrónovej mikroskopie metódami kryofixácie (fixácia pri nízkych teplotách) dokázala, že mezozómy boli vlastne membránové malformácie kvôli chemickej fixácii.

histórie

Prvé zmienky o mezozomálnych štruktúrach sa datujú do začiatku 50. rokov minulého storočia. Štruktúru však krstil o niekoľko rokov neskôr Fitz-James (1960). Tento výskumný pracovník opísal mezozómy z chemicky fixovaných druhov Bacillus.

Počas sedemdesiatych rokov mnoho výskumníkov začalo preukazovať, že výskyt, počet a typ mezozómov závisí od chemickej fixácie baktérií.

V roku 1981 Ebersold a kol. Experimentálne demonštrovali umelú povahu týchto štruktúr štúdiom chemicky a kryogénne fixovaných baktérií.

Posledné zistenia naznačujú, že podobné poškodenie membrány s následným výskytom mezozómov je možné pozorovať u baktérií, ktoré boli vystavené pôsobeniu antibiotík.

Všeobecné charakteristiky

Baktéria, organizmy, v ktorých boli hlásené mezozómy.
Zdroj: NIAID, prostredníctvom Wikimedia Commons

Mezozómy boli opísané ako invaginácie vo forme cytoplazmatických vreciek obsahujúcich zhluky vezikúl a tubulov. Boli tiež opísané ako membránové špirály alebo ako kombinácia oboch typov štruktúr.

Mesozómy sa objavili vo všetkých grampozitívnych baktériách a iba v niekoľkých gramnegatívnych druhoch. V druhom prípade sa objavili až vtedy, keď baktérie rástli v prítomnosti a fixovali sa s oxidom osmičelým.

Obsah lipidov, proteínov a uhľohydrátov sa považoval za podobný obsahu plazmatickej membrány. Avšak občas sa vyskytli významné rozdiely v obsahu fosfolipidov, karotenoidov, uhľohydrátov a menachinónu v oboch štruktúrach. RNA a stopy DNA sa našli aj v chemickom zložení mezozómov.

druhy

Podľa ich umiestnenia a funkcie boli opísané dva typy mezozómov:

Septals

Tí, ktorí sa podieľali na tvorbe septa pri delení buniek a podieľali sa na tvorbe spór.

bočné

Týmto mezozómom boli priradené syntetické a sekrečné funkcie.

Vlastnosti

Energetický a respiračný metabolizmus

Mnohé cytochemické štúdie naznačujú, že redoxné reakcie baktérií in vivo ležali v mezozómoch. Tieto štúdie zahŕňali farbenie vitálnymi škvrnami, ako napríklad Janus Green B a tetrazóliové zlúčeniny.

Biochemické štúdie však naznačujú, že špecifické oxidázy, dehydrogenázy a cytochrómy v mezozomálnych prípravkoch úplne chýbali alebo boli v znížených koncentráciách.

Jadrové spojenie s membránou

Bolo navrhnuté, že mezozóm priťahoval jadro na bunkový povrch po procese nazývanom extrúzia.

V čerstvo pripravených protoplastoch sa často pozorovali fragmenty mezozomálnych tubulov pripevnené zvonka k membráne. K tomuto spojeniu došlo oproti bodu na vnútornom povrchu, kde sa jadro dostalo do kontaktu s membránou.

Jadrové delenie

Podľa výsledkov získaných z rôznych štúdií sa ukázalo, že na začiatku delenia boli dve jadrá spojené s mezozómom.

Keď sa jadrový objem zvyšuje, mezozómy sa rozdelili na dve a potom sa oddelili, pravdepodobne nesúc dcérske jadrá. Z tohto dôvodu sa verilo, že mezozómy pôsobia ako primitívny analóg mitotického vretienka v rastlinných a živočíšnych bunkách.

Tvorba septa

Výsledky týkajúce sa účasti mezozómov na tvorbe septa (septum) boli nejednoznačné. Podľa niektorých autorov bola asociácia mezozómu so septom u niektorých druhov rastúcich baktérií preukázanou skutočnosťou.

Mnohé experimentálne výsledky však naznačujú, že mezozómy neboli potrebné pre normálne fungovanie mechanizmu bunkového delenia.

Syntéza bunkovej steny

Pretože sa mezozóm považoval za súvisiaci s rastúcim septom, predpokladalo sa, že by sa mohol podieľať aj na syntéze bunkovej steny.

Membránová syntéza

Medzozóm bol tiež navrhnutý ako miesto membránovej syntézy kvôli rozdielnemu začleneniu lipidov a proteínových prekurzorov do mezozomálnych vezikúl. Neexistoval však presvedčivý dôkaz na podporu tejto hypotézy.

Syntéza a sekrécia exocelulárnych enzýmov

Niektoré antibiotiká spôsobujú malformácie podobné tým, ktoré spôsobujú chemikálie používané na viazanie baktérií. Z tohto dôvodu bola prítomnosť mezozómov spojená s možnosťou, že tieto štruktúry mali sekrečnú funkciu enzýmov, aby degradovali antibiotiká. Získané dôkazy však boli protichodné.

Miesto pripojenia epizómu k membráne

Epizóm je bakteriálna replikujúca sa extrachromozomálna jednotka, ktorá môže fungovať autonómne alebo s jedným chromozómom. Jednou z údajne najlepšie overených funkcií mezozómu bolo pôsobiť ako miesto pre bunkové prichytenie epizómov k bakteriálnej membráne.

Miesto absorpcie DNA počas transformácie

Verilo sa, že mezozóm pôsobí počas procesu transformácie ako orgán absorbujúci DNA. Tento predpoklad sa však zakladal na nepriamych údajoch a nie na priamych dôkazoch.

Dôkazy o umelej povahe mezozómov

Medzi dôkazmi, na ktoré poukazujú vedci, ukazujú, že mezozómy nie sú organely, ale artefakty spôsobené technikami fixácie sú:

1.- Počet a veľkosť mezozomálnych štruktúr sa mení s technikou fixácie.

2.- Mezozómy sú pozorovateľné iba v chemicky fixovaných vzorkách pre elektrónovú mikroskopiu.

3. - Mesosómy sa neobjavujú v kryogénne fixovaných baktériách.

4.- Tieto štruktúry sa vyskytujú v baktériách ošetrených niektorými typmi antibiotík, ktoré spôsobujú poškodenie podobné chemickým fixačným látkam.

Tvorba "mezozómov" rôznymi podmienkami pripojenia bakteriálnych buniek. Upravené z Nanninga N. (1971). «Mesacóm Bacillus subtilis ovplyvnený chemickou a fyzikálnou fixáciou. Prevzaté a upravené: Pôvodný súbor od TimVickersVektorizovaný Kkairri prostredníctvom Wikimedia Commons.

Iné významy pojmu mezozóm

Termín mezozóm má v zoológii iné významy:

anatómia

Mesozóm je jedným z troch tagmata, na ktoré je telo niektorých článkonožcov rozdelené, ďalšie dva sú prozómom a metazómom.

taxonómie

Mesosoma je rod kôrovcov opísaný Ottom v roku 1821.

Referencie

HR Ebersold, JL Cordier, P. Lüthy (1981). Bakteriálne mezozómy: artefakty závislé od metódy. Archívy mikrobiológie.
VM Reusch Jr, MM Burger (1973). Bakteriálny mezozóm. Biochimica et Biophysica Acta.
MRJ Salton (1994). Kapitola 1. Obal bakteriálnych buniek - historická perspektíva. In: J.-M. Ghuysen, R. Hakenbeck (Eds.), Bacferiolová bunková stena. Elsevier Science BV
T. Silva, JC Sousa, J. J. Polónia, MA Macedo, AM Parente (1976). Bakteriálne mezozómy. Skutočné štruktúry alebo artefakty? Biochimica et Biophysica Acta.
Mesozom. Na Wikipédii. Obnovené z https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosome
Mesozom. Na Wikipédii. Obnovené z https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosoma

MEZOZÓMY: VLASTNOSTI, TYPY A FUNKCIE - BIOLÓGIE - 2026