MESOSOMER: KJENNETEGN, TYPER OG FUNKSJONER - BIOLOGI - 2026

De mesosomes er invaginations på plasmamembranen til grampositive bakterier og noen Gram - negativ, blir kun observert i celler som er kjemisk festet til elektronmikroskopi observasjon.

Mikrobiologer antydet opprinnelig at de var multifunksjonelle organeller. Blant disse mulige funksjonene var at de kunne delta i syntesen av cellemembraner, i dannelsen av endosporer, i replikasjonen og segregeringen av DNA, i respirasjon og i redoksmetabolismen, blant andre funksjoner.

Diagram over en prokaryotisk celle med mesosom. Tatt og redigert fra Mariana Ruiz LadyofHats, via Wikimedia Commons.I en tid ble det kjent at mesosomsystemet var koblet på en kompleks måte med kjernefysisk materiale og var relatert til replikasjonen.

Siden de anses som utvidelser av den cytoplasmatiske membranen, ble de i tillegg tildelt funksjoner i enzymatiske prosesser, for eksempel elektrontransport.

Mesosomer var til stede i alle Gram-positive bakterier, men var sjeldne hos Gram-negative. I sistnevnte dukket de bare opp hvis de ble dyrket under spesielle forhold.

Substituering av kjemiske fikseringsmetoder for elektronmikroskopistudier ved hjelp av kryofikseringsteknikker (fiksering ved lave temperaturer) beviste at mesosomer faktisk var membranmisdannelser på grunn av kjemisk fiksering.

Historie

De første omtale av mesosomale strukturer går tilbake til begynnelsen av 50-tallet av forrige århundre. Strukturen ble imidlertid døpt flere år senere av Fitz-James (1960). Denne forskeren beskrev mesosomer fra kjemisk faste Bacillus-arter.

I løpet av 1970-tallet begynte mange forskere å vise bevis for at utseendet, antall og type mesosomer var avhengig av den kjemiske fiksering av bakteriene.

I 1981 demonstrerte Ebersold et al. Eksperimentelt den kunstige arten av disse strukturer ved å studere kjemisk og kryogenisk fikserte bakterier.

Nyere funn indikerer at lignende membranskader, med følgelig utseende av mesosomer, kan observeres hos bakterier som har blitt utsatt for antibiotika.

Generelle egenskaper

En bakterie, organismer der det er rapportert mesosomer.
Kilde: NIAID, via Wikimedia Commons

Mesosomer ble beskrevet som invagasjoner, i form av cytoplasmatiske lommer som inneholder klynger av vesikler og tubuli. De ble også beskrevet som membranøse spiraler, eller som en kombinasjon av begge typer strukturer.

Mesosomer dukket opp i alle Gram-positive bakterier og bare i noen få Gram-negative arter. I sistnevnte dukket de opp først når bakteriene vokste i nærvær av og fikset med osmiumtetroksid.

Innholdet av lipider, proteiner og karbohydrater ble ansett som likt innholdet i plasmamembranen. Imidlertid var det tidvis signifikante forskjeller i fosfolipid-, karotenoid-, karbohydrat- og menakinoninnholdet i begge strukturer. RNA og spor av DNA ble også funnet i den kjemiske sammensetningen av mesosomer.

typer

To typer mesosomer ble beskrevet i henhold til deres beliggenhet og funksjon:

Septals

De som deltok i dannelsen av septum i celledeling og var involvert i dannelsen av sporer.

Side

Disse mesosomene ble tilskrevet syntetiske og sekretoriske funksjoner.

Egenskaper

Energi og luftveiss metabolisme

Mange cytokjemiske studier antydet at in vivo redoksreaksjoner av bakteriene bodde i mesosomene. Disse studiene inkluderte farging med vitale flekker som Janus Green B og tetrazoliumforbindelser.

Imidlertid antydet biokjemiske studier at spesifikke oksidaser, dehydrogenaser og cytokromer var helt fraværende eller i reduserte konsentrasjoner i mesosomale preparater.

Kjernekobling til membranen

Det ble antydet at mesosomet trakk kjernen til celleoverflaten etter en prosess som ble kalt ekstrudering.

I nylaget protoplaster ble ofte fragment av mesosomale tubuli festet eksternt til membranen observert. Denne foreningen skjedde motsatt av punktet på den indre overflaten der kjernen tok kontakt med membranen.

Kjernefordeling

I henhold til resultatene oppnådd fra forskjellige studier, ble det indikert at de to kjernene i begynnelsen av delingen var koblet til et mesosom.

Når kjernevolumet øker, delte mesosomene seg i to og deretter separerte, antagelig bærer datterkjerner. Av denne grunn antas mesosomer å fungere som en primitiv analog av den mitotiske spindelen i plante- og dyreceller.

Septumdannelse

Resultatene om deltagelse av mesosomer i dannelsen av septum (septum) var tvetydige. Ifølge noen forfattere var assosiasjonen av mesosomet og septum hos noen arter av voksende bakterier et veletablert faktum.

Imidlertid antydet mange eksperimentelle resultater at mesosomer var unødvendige for normal funksjon av celledelingsmekanismen.

Celleveggssyntese

Fordi mesosomet ble ansett for å være assosiert med det voksende septum, ble det antydet at det også kunne være involvert i celleveggsyntese.

Membransyntese

Mesosomet ble også foreslått å være stedet for membransyntese på grunn av differensiell inkorporering av lipider og proteinforløpere i mesosomale vesikler. Imidlertid var det ingen avgjørende bevis for å støtte denne hypotesen.

Syntese og sekresjon av eksocellulære enzymer

Noen antibiotika forårsaker misdannelser som ligner de som er forårsaket av kjemikaliene som brukes til å binde bakterier. På grunn av dette var tilstedeværelsen av mesosomer assosiert med muligheten for at disse strukturene hadde en sekretorisk funksjon av enzymer for å nedbryte antibiotika. Bevisene som ble innhentet var imidlertid motstridende.

Sted for feste av episoden til membranen

Avsnittet er en bakteriell replikerende ekstrakromosom enhet som kan fungere autonomt eller med ett kromosom. En av de antatt best utprøvde funksjonene til mesosomet var å fungere som et sted for cellefesting av episoder til bakteriemembranen.

DNA-opptakssted under transformasjon

Det antas at mesosomet fungerte som et DNA-opptaksorgan under transformasjonsprosessen. Imidlertid var denne antagelsen basert på indirekte data og ikke direkte bevis.

Bevis for den kunstige naturen til mesosomer

Blant bevisene forskerne peker på for å vise at mesosomer ikke er organeller, men artefakter forårsaket av fikseringsteknikker er:

1.- Antall og størrelse på mesosomale strukturer varierer med fikseringsteknikken.

2.- Mesosomer er bare observerbare i kjemisk faste prøver for elektronmikroskopi.

3.- Mesosomer vises ikke i kryogene fikserte bakterier.

4.- Disse strukturene forekommer i bakterier behandlet med noen typer antibiotika, som kan forårsake skader som ligner kjemiske fikseringsmidler.

Dannelse av "mesosomer" ved forskjellige betingelser for tilknytning av bakterieceller. Tilpasset fra Nanninga N. (1971). «Bacillus subtilis mesosome påvirket av kjemisk og fysisk fiksering. Tatt og redigert fra: Originalfil laget av TimVickersVectorized av Kkairri, via Wikimedia Commons.

Andre betydninger av begrepet mesosom

Begrepet mesosom har andre betydninger innen zoologi:

Anatomi

Mesosom er en av de tre tagmataene som kroppen til noen leddyr er delt inn i, de to andre er prosoma og metasom.

Taksonomi

Mesosoma er en slekt av krepsdyr beskrevet av Otto, 1821.

referanser

1. HR Ebersold, JL Cordier, P. Lüthy (1981). Bakterielle mesosomer: metodeavhengige artefakter. Arkiv for mikrobiologi.
2. VM Reusch Jr, MM Burger (1973). Bakterien mesosom. Biochimica et Biophysica Acta.
3. MRJ Salton (1994). Kapittel 1. Bakteriecellekonvolutten - et historisk perspektiv. I: J.-M. Ghuysen, R. Hakenbeck (Eds.), Bacferiol cellevegg. Elsevier Science BV
4. T. Silva, JC Sousa, JJ Polónia, MA Macedo, AM Parente (1976). Bakterielle mesosomer. Ekte strukturer eller gjenstander ?. Biochimica et Biophysica Acta.
5. Mesosome. På Wikipedia. Gjenopprettet fra https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosome
6. Mesosome. På Wikipedia. Gjenopprettet fra https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosoma