MEZOZOMI: CARACTERISTICI, TIPURI ȘI FUNCȚII - BIOLOGIE - 2025

De mesosomes sunt invaginations pe membrana plasmatică a bacteriilor Gram pozitive și Gram unele - negative, fiind observate numai în celule fixate chimic pentru observarea de microscopie electronică.

Microbiologii au sugerat inițial că erau organele multifuncționale. Printre aceste funcții posibile se numărau faptul că puteau participa la sinteza membranelor celulare, la formarea endosporelor, la replicarea și segregarea ADN-ului, la respirație și la metabolismul redox, printre alte funcții.

Diagrama unei celule procariote cu mezosom. Preluat și editat din Mariana Ruiz LadyofHats, prin intermediul Wikimedia Commons, timp de o vreme a fost recunoscut că sistemul mezosom a fost conectat într-un mod complex cu material nuclear și a fost legat de replicarea sa.

În plus, deoarece sunt considerate extensii ale membranei citoplasmatice, li s-au atribuit funcții în procese enzimatice, cum ar fi transportul de electroni.

Mesozomii au fost prezenți în toate bacteriile Gram pozitive, dar au fost rare în cele Gram negative. În acestea din urmă au apărut doar dacă au fost cultivate în condiții particulare.

Substituirea metodelor de fixare chimică pentru studii de microscopie electronică prin tehnici de criofixare (fixarea la temperaturi scăzute) a dovedit că mezomiomii au fost de fapt malformații ale membranei datorate fixării chimice.

Istorie

Primele mențiuni despre structurile mezosomale datează de la începutul anilor 50 ai secolului trecut. Cu toate acestea, structura a fost botezată câțiva ani mai târziu de Fitz-James (1960). Acest cercetător a descris mezzozomii din speciile Bacillus fixate chimic.

În anii '70, numeroși cercetători au început să demonstreze că aspectul, numărul și tipul mezomozilor depindeau de fixarea chimică a bacteriilor.

În 1981, Ebersold și colab. Au demonstrat experimental natura artificială a acestor structuri prin studierea bacteriilor fixate chimic și criogen.

Descoperirile recente indică faptul că leziuni similare ale membranei, cu apariția în consecință a mezomozilor, pot fi observate la bacteriile care au fost expuse la antibiotice.

Caracteristici generale

O bacterie, organisme în care meziozomii au fost raportați
Sursa: NIAID, prin Wikimedia Commons

Mesozomii au fost descriși ca invaginații, sub formă de buzunare citoplasmatice care conțin grupuri de vezicule și tubule. Au fost, de asemenea, descrise ca spir ales membranoase sau ca o combinație a ambelor tipuri de structuri.

Mezozomii au apărut în toate bacteriile Gram pozitive și numai la câteva specii Gram negative. În acestea din urmă, acestea au apărut doar atunci când bacteriile au crescut în prezența și s-au fixat cu tetroxid de osmiu.

Conținutul de lipide, proteine ​​și carbohidrați a fost considerat similar cu cel al membranei plasmatice. Cu toate acestea, au existat diferențe ocazionale semnificative în conținutul de fosfolipide, carotenoide, carbohidrați și menaquinonă ale ambelor structuri. ARN și urme de ADN au fost, de asemenea, găsite în compoziția chimică a mezomozilor.

Tipuri

Două tipuri de mezzoomi au fost descriși în funcție de locația și funcția lor:

Septals

Cei care au participat la formarea septului în diviziunea celulară și au fost implicați în formarea sporilor.

Latură

Acestor mesomiomi li s-au atribuit funcții sintetice și secretorii.

Caracteristici

Energie și metabolismul respirator

Multe studii citochimice au sugerat că reacțiile redox in vivo ale bacteriilor locuiau în mezomozomi. Aceste studii au inclus colorarea cu pete vitale, cum ar fi Janus Green B și compuși de tetrazolium.

Cu toate acestea, studiile biochimice au sugerat că oxidasele, dehidrogenazele și citocromele specifice, erau total absente sau în concentrații reduse în preparatele mezomoziene.

Cuplarea nucleară la membrană

S-a sugerat că mezosomul a atras nucleul pe suprafața celulei după un proces numit extrudare.

În protoplastele proaspăt preparate, au fost adesea observate fragmente de tubuli mezosomali atașați extern la membrană. Această unire s-a produs opus punctului de pe suprafața interioară în care miezul a luat contact cu membrana.

Diviziunea nucleară

Conform rezultatelor obținute din diverse studii, s-a indicat că, la începutul diviziunii, cei doi nuclei erau conectați fiecare la un mezosom.

Pe măsură ce volumul nuclear crește, mezomiomii s-au împărțit în două și apoi s-au separat, presupunând nuclee fiice. Din acest motiv, mezomiomii se cred că acționează ca un analog primitiv al fusului mitotic din celulele vegetale și animale.

Formarea septului

Rezultatele referitoare la participarea mezomozilor la formarea septului (sept) au fost ambigue. După unii autori, asocierea mezosomului cu septul la unele specii de bacterii în creștere a fost un fapt bine stabilit.

Cu toate acestea, multe rezultate experimentale au sugerat că mezzozomii nu erau necesari pentru funcționarea normală a mecanismului de diviziune celulară.

Sinteza peretelui celular

Deoarece mezosomul a fost considerat a fi asociat cu septul în creștere, s-a sugerat că ar putea fi implicat și în sinteza peretelui celular.

Sinteza membranei

Mesosomul a fost, de asemenea, propus să fie locul de sinteză a membranei, datorită încorporarii diferențiale a lipidelor și a precursorilor de proteine ​​în veziculele mezomoziene. Cu toate acestea, nu au existat dovezi concludente care să susțină această ipoteză.

Sinteza și secreția enzimelor exocelulare

Unele antibiotice provoacă malformații similare cu cele provocate de substanțele chimice utilizate pentru a lega bacteriile. Datorită acestui fapt, prezența mezosomilor a fost asociată cu posibilitatea ca aceste structuri să aibă o funcție secretorie a enzimelor pentru a degrada antibioticele. Cu toate acestea, dovezile obținute au fost contradictorii.

Locul atașării episodului la membrană

Episodul este o unitate extracromosomică care reproduce bacterian, care poate funcționa autonom sau cu un singur cromozom. Una dintre funcțiile presupuse cel mai bine dovedite ale mezosomului a fost să acționeze ca un loc pentru atașarea celulară a episomilor la membrana bacteriană.

Locul de absorbție al ADN-ului în timpul transformării

Mesomomul s-a crezut că acționează ca un organ de absorbție a ADN-ului în timpul procesului de transformare. Totuși, această presupunere s-a bazat pe date indirecte și nu pe dovezi directe.

Dovezi pentru natura artificială a mezzozomilor

Printre dovezile subliniate de cercetători pentru a arăta că mezomozomii nu sunt organule, dar artefacte cauzate de tehnicile de fixare sunt:

1.- Numărul și dimensiunea structurilor mezosomale variază în funcție de tehnica de fixare.

2.- Mentozomii sunt observabili numai în probe fixate chimic pentru microscopie electronică.

3.- Mezozomii nu apar în bacteriile fixate criogen.

4.- Aceste structuri apar în bacteriile tratate cu unele tipuri de antibiotice, care provoacă daune similare cu fixatorii chimici.

Formarea de "mezosomi" prin diferite condiții de atașare a celulelor bacteriene. Adaptat din Nanninga N. (1971). «Mesosomul Bacillus subtilis afectat de fixarea chimică și fizică. Preluat și editat din: Fișier original realizat de TimVickersVectorizat de Kkairri, prin Wikimedia Commons.

Alte semnificații ale termenului mezosom

Termenul mezosom are alte semnificații în zoologie:

Anatomie

Mezozomul este unul dintre cele trei tagmate în care este împărțit corpul unor artropode, celelalte două sunt prosom și metasom.

Taxonomie

Mesosomul este un gen de crustacee descris de Otto, 1821.

Referințe

1. HR Ebersold, JL Cordier, P. Lüthy (1981). Mesozomii bacterieni: artefacte dependente de metodă. Arhivele de Microbiologie.
2. VM Reusch Jr, MM Burger (1973). Mesosomul bacterian. Biochimica et Biophysica Acta.
3. MRJ Salton (1994). Capitolul 1. Plicul celulelor bacteriene - o perspectivă istorică. În: J.- M. Ghuysen, R. Hakenbeck (Eds.), Peretele celular Bacferiol. Elsevier Science BV
4. T. Silva, JC Sousa, JJ Polónia, MA Macedo, AM Parente (1976). Mesozoomii bacterieni. Structuri sau artefacte reale ?. Biochimica et Biophysica Acta.
5. Mesosome. Pe Wikipedia. Recuperat de la https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosome
6. Mesosome. Pe Wikipedia. Recuperat de la https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosoma