MESOSOMER: KARAKTERISTIKA, TYPER OG FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

De mesosomes er invaginationer på plasmamembranen af grampositive bakterier og nogle Gram - negativ, idet kun observeret i celler, kemisk fastsat for elektronmikroskopi observation.

Mikrobiologer antydede oprindeligt, at de var multifunktionelle organeller. Blandt disse mulige funktioner var, at de kunne deltage i syntesen af ​​cellemembraner, i dannelsen af ​​endosporer, i replikationen og segregeringen af ​​DNA, i respiration og i redoxmetabolismen, blandt andre funktioner.

Diagram over en prokaryot celle med mesosom. Taget og redigeret fra Mariana Ruiz LadyofHats, via Wikimedia Commons.I en tid blev det erkendt, at mesosomsystemet var forbundet på en kompleks måde med nukleart materiale og var relateret til dets replikation.

Eftersom de desuden betragtes som forlængelser af den cytoplasmatiske membran, blev de tildelt funktioner i enzymatiske processer, såsom elektrontransport.

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

Substitution af kemiske fikseringsmetoder til elektronmikroskopiundersøgelser ved hjælp af kryofixationsteknikker (fiksering ved lave temperaturer) viste, at mesosomer faktisk var membranmisdannelser på grund af kemisk fiksering.

Historie

De første omtaler af mesosomale strukturer går tilbage til de tidlige 50'ere af det forrige århundrede. Strukturen blev dog døbt flere år senere af Fitz-James (1960). Denne forsker beskrev mesosomer fra kemisk fikserede Bacillus-arter.

I løbet af 1970'erne begyndte adskillige forskere at vise bevis for, at udseendet, antallet og typen af ​​mesosomer afhang af den kemiske fiksering af bakterierne.

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

Nylige fund tyder på, at lignende membranskader med det deraf følgende udseende af mesosomer kan observeres i bakterier, der er blevet udsat for antibiotika.

Generelle karakteristika

En bakterie, organismer, hvor der er rapporteret mesosomer.

Kilde: NIAID, via Wikimedia Commons

Mesosomer blev beskrevet som invaginationer i form af cytoplasmatiske lommer indeholdende klynger af vesikler og tubuli. De blev også beskrevet som membranøse spiraler eller som en kombination af begge typer strukturer.

Mesosomer optrådte i alle Gram-positive bakterier og kun i nogle få Gram-negative arter. I sidstnævnte optrådte de først, når bakterierne voksede i nærværelse af og fikserede med osmiumtetroxid.

Indholdet af lipider, proteiner og kulhydrater blev betragtet som det som plasmamembranen. Der var dog lejlighedsvis signifikante forskelle i phospholipid-, carotenoid-, kulhydrat- og menaquinonindholdet i begge strukturer. RNA og spor af DNA blev også fundet i den kemiske sammensætning af mesosomer.

typer

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

Septals

De, der deltog i dannelsen af ​​septumet i celledeling og var involveret i dannelsen af ​​sporer.

Side

Disse mesosomer blev tilskrevet syntetiske og sekretoriske funktioner.

Funktioner

Energi og åndedræts metabolisme

Mange cytokemiske undersøgelser antydede, at in vivo redox-reaktioner af bakterierne var bosiddende i mesosomerne. Disse undersøgelser omfattede farvning med vitale pletter, såsom Janus Green B og tetrazoliumforbindelser.

Biokemiske undersøgelser antydede imidlertid, at specifikke oxidaser, dehydrogenaser og cytochromer enten var helt fraværende eller i reducerede koncentrationer i mesosomale præparater.

Kernekobling til membranen

Det blev antydet, at mesosomet tiltrukket kernen til celleoverfladen efter en proces kaldet ekstrudering.

I frisk fremstillede protoplaster blev der ofte observeret fragmenter af mesosomale rørledninger fastgjort eksternt til membranen. Denne forening forekom modsat punktet på den indre overflade, hvor kernen kom i kontakt med membranen.

Kernefordeling

I henhold til resultaterne opnået fra forskellige undersøgelser blev det indikeret, at de to kerner i starten af ​​delingen var forbundet til et mesosom.

Efterhånden som det nukleare volumen øges, deles mesosomerne i to og adskilles derefter, antagelig bærer datterkerner. Af denne grund blev det antaget, at mesosomer fungerer som en primitiv analog af den mitotiske spindel i plante- og dyreceller.

Septumdannelse

Resultaterne om mesosomers deltagelse i dannelsen af ​​septum (septum) var tvetydige. Ifølge nogle forfattere var foreningen af ​​mesosomet med septum i nogle arter af voksende bakterier et veletableret faktum.

Imidlertid antydede mange eksperimentelle resultater, at mesosomer var unødvendige for den normale funktion af celledelingsmekanismen.

Cellevægssyntese

Da mesosomet blev betragtet som forbundet med det voksende septum, blev det antydet, at det også kunne være involveret i cellevægssyntese.

Membransyntese

Mesosomet blev også foreslået at være stedet for membransyntese på grund af differentiel inkorporering af lipider og proteinforstadier i mesosomale vesikler. Der var dog ingen afgørende bevis til støtte for denne hypotese.

Syntese og sekretion af eksocellulære enzymer

Nogle antibiotika forårsager misdannelser, der ligner dem, der er forårsaget af kemikalierne, der bruges til at binde bakterier. 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. De opnåede bevis var imidlertid modstridende.

Sted for fastgørelse af episoden til membranen

Afsnittet er en bakteriel replikerende ekstrakromosom enhed, der kan fungere autonomt eller med et kromosom. En af de angiveligt bedst beviste funktioner af mesosomet var at fungere som et sted til cellebinding af episoder til bakteriemembranen.

DNA-optagelsessted under transformation

Det antages, at mesosomet fungerede som et DNA-optagelsesorgan under transformationsprocessen. Imidlertid var denne antagelse baseret på indirekte data og ikke direkte bevis.

Bevis for den kunstige art af mesosomer

Blandt de bevis, som forskerne påpegede for at vise, at mesosomer ikke er organeller, men artefakter forårsaget af fikseringsteknikker er:

1.- Antallet og størrelsen af ​​de mesosomale strukturer varierer med fikseringsteknikken.

2.- Mesosomer kan kun observeres i kemisk faste prøver til elektronmikroskopi.

3.- Mesosomer forekommer ikke i kryogenisk fikserede bakterier.

4.- Disse strukturer forekommer i bakterier, der er behandlet med nogle typer antibiotika, som forårsager skader svarende til kemiske fixere.

Dannelse af "mesosomer" ved forskellige betingelser for binding af bakterieceller. Tilpasset fra Nanninga N. (1971). «Bacillus subtilis mesosomet påvirket af kemisk og fysisk fiksering. Taget og redigeret fra: Originalfil oprettet af TimVickersVectorized af Kkairri, via Wikimedia Commons.

Andre betydninger af udtrykket mesosom

Udtrykket mesosom har andre betydninger inden for zoologi:

Anatomi

Mesosom er en af ​​de tre tagmata, som kroppen i nogle leddyr er delt i, de to andre er prosoma og metasom.

Taksonomi

Mesosoma er en slægt af krebsdyr beskrevet af Otto, 1821.

Referencer

1. HR Ebersold, JL Cordier, P. Lüthy (1981). Bakterielle mesosomer: metodeafhængige artefakter. Arkiv for mikrobiologi.
2. VM Reusch Jr, MM Burger (1973). Bakteriel mesosom. Biochimica et Biophysica Acta.
3. MRJ Salton (1994). Kapitel 1. Bakteriecellehylsteret - et historisk perspektiv. I: J.-M. Ghuysen, R. Hakenbeck (red.), Bacferiol-cellevæg. Elsevier Science BV
4. T. Silva, JC Sousa, JJ Polónia, MA Macedo, AM Parente (1976). Bakterielle mesosomer. Rigtige strukturer eller artefakter ?. Biochimica et Biophysica Acta.
5. Midtkroppen. På Wikipedia. Gendannes fra
6. Midtkroppen. På Wikipedia. Gendannes fra