Μεσοσώματα χαρακτηριστικά, τύποι και λειτουργίες

Το μεσοσώματα πρόκειται για εισβολές στη μεμβράνη πλάσματος θετικών κατά Gram και ορισμένων βακτηρίων αρνητικών κατά Gram, τα οποία παρατηρούνται μόνο σε κύτταρα που έχουν χημικά σταθεροποιηθεί για παρατήρηση σε ηλεκτρονική μικροσκοπία.

Αρχικά οι μικροβιολόγοι πρότειναν ότι ήταν οργανίδια που είχαν πολλαπλές λειτουργίες. Μεταξύ αυτών των πιθανών λειτουργιών ήταν ότι θα μπορούσαν να συμμετάσχουν στη σύνθεση κυτταρικών μεμβρανών, στο σχηματισμό ενδοσπόρων, στην αναπαραγωγή και τον διαχωρισμό του DNA, στην αναπνοή και στον οξειδοαναγωγικό μεταβολισμό, μεταξύ άλλων λειτουργιών.

Για κάποιο χρονικό διάστημα αναγνωρίστηκε ότι το σύστημα των μεσοσωμάτων ήταν πολύπλοκα συνδεδεμένο με το πυρηνικό υλικό και σχετίζεται με την αναπαραγωγή του.

Επιπλέον, επειδή θεωρούνταν επεκτάσεις της κυτταροπλασματικής μεμβράνης, τους ανατέθηκαν λειτουργίες σε ενζυμικές διεργασίες, όπως η μεταφορά ηλεκτρονίων.

Τα μεσοσώματα ήταν παρόντα σε όλα τα Gram θετικά βακτήρια αλλά ήταν σπάνια σε Gram αρνητικά. Στην τελευταία εμφανίζονται μόνο αν καλλιεργούνται υπό συγκεκριμένες συνθήκες.

Η υποκατάσταση των μεθόδων χημικής σταθεροποίησης για μελέτες ηλεκτρονικής μικροσκοπίας με τεχνικές κρυοφιλίωσης (σταθεροποίηση σε χαμηλές θερμοκρασίες) έδειξε ότι τα μεσοσώματα ήταν πραγματικά δυσπλασίες της μεμβράνης λόγω της χημικής σταθεροποίησης.

Ευρετήριο

• 1 Ιστορία
• 2 Γενικά χαρακτηριστικά
• 3 τύποι
  • 3.1 Septals
  • 3.2 Πλευρική
• 4 Λειτουργίες
  • 4.1 Ενεργειακός και αναπνευστικός μεταβολισμός
  • 4.2 Σύζευξη με πυρηνική μεμβράνη
  • 4.3 Πυρηνική διαίρεση
  • 4.4 Δημιουργία διαφράγματος
  • 4.5 Σύνθεση του κυτταρικού τοιχώματος
  • 4.6 Σύνθεση μεμβράνης
  • 4.7 Σύνθεση και έκκριση εξωκυτταρικών ενζύμων
  • 4.8 Τοποθέτηση του δεσμού επίστρου στη μεμβράνη
  • 4.9 θέση πρόσληψης DNA κατά τη διάρκεια του μετασχηματισμού
• 5 Δοκιμές της τεχνητής φύσης των μεσοσωμάτων
• 6 Άλλες έννοιες του όρου mesosoma
  • 6.1 Ανατομία
  • 6.2 Ταξινόμηση
• 7 Αναφορές

Ιστορία

Οι πρώτες αναφορές για μεσοσωμικές δομές χρονολογούνται από την αρχή της δεκαετίας έως τη δεκαετία του 50 του περασμένου αιώνα. Ωστόσο, η δομή βαφτίστηκε αρκετά χρόνια αργότερα από τον Fitz-James (1960). Αυτός ο ερευνητής περιέγραψε μεσοσώματα από είδη του Bacillus χημικά σταθεροποιημένο.

Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 70, πολλοί ερευνητές άρχισαν να αποδείξουν ότι η εμφάνιση, ο αριθμός και ο τύπος των μεσοσωμάτων εξαρτώνταν από τη χημική σταθεροποίηση βακτηριδίων.

Το 1981, οι Ebersold κ.ά., απέδειξαν πειραματικά την τεχνητή φύση αυτών των δομών, μελετώντας δεσμευμένα χημικά και κρυογονικά βακτήρια..

Τα πρόσφατα ευρήματα δείχνουν ότι παρόμοια βλάβη στη μεμβράνη, με την επακόλουθη εμφάνιση μεσοσωμάτων, μπορεί να παρατηρηθεί σε βακτήρια που έχουν εκτεθεί σε αντιβιοτικά.

Γενικά χαρακτηριστικά

Τα μεσοσώματα περιγράφηκαν ως εισβολές, με τη μορφή κυτταροπλασματικών θυλάκων που περιείχαν συσσωματώματα κυστιδίων και σωληναρίων. Περιγράφηκαν επίσης ως μεμβρανώδη πνεύματα ή ως συνδυασμός και των δύο τύπων δομών.

Τα μεσοσώματα εμφανίστηκαν σε όλα τα Gram θετικά βακτήρια και μόνο σε λίγα Gram αρνητικά είδη. Στην τελευταία, εμφανίστηκαν μόνο όταν τα βακτήρια αναπτύχθηκαν παρουσία και σταθεροποιήθηκαν με τετροξείδιο του οσμίου.

Η περιεκτικότητα σε λιπίδια, πρωτεΐνες και υδατάνθρακες θεωρήθηκε παρόμοια με εκείνη της μεμβράνης πλάσματος. Ωστόσο, μερικές φορές υπήρχαν σημαντικές διαφορές στην περιεκτικότητα των φωσφολιπιδίων, των καροτενοειδών, των υδατανθράκων και της μενακινόνης και στις δύο δομές. Το RNA και τα ίχνη του DNA βρέθηκαν επίσης στη χημική σύνθεση των μεσοσωμάτων.

Τύποι

Δύο τύποι μεσοσωμάτων περιγράφηκαν ανάλογα με τη θέση και τη λειτουργία τους:

Septals

Αυτοί που συμμετείχαν στο σχηματισμό του διαφράγματος στην κυτταρική διαίρεση και παρενέβησαν στο σχηματισμό σπορίων.

Πλευρική

Αυτά τα μεσοσώματα αποδόθηκαν σε συνθετικές και εκκριτικές λειτουργίες.

Λειτουργίες

Ενεργειακός και αναπνευστικός μεταβολισμός

Πολλές μελέτες κυτοχημικών υποδεικνύουν ότι in vivo οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις βακτηρίων ζούσαν στα μεσοσώματα. Αυτές οι μελέτες περιελάμβαναν κηλίδες με ζωτικές χρωστικές όπως Janus B Green και ενώσεις τετραζολίου.

Ωστόσο, οι βιοχημικές μελέτες πρότειναν ότι συγκεκριμένες οξειδάσες, αφυδρογονάσες και κυτοχρώματα είτε απουσίαζαν εντελώς είτε σε μειωμένες συγκεντρώσεις σε μεσοσωματικά παρασκευάσματα..

Πυρηνική σύζευξη στη μεμβράνη

Υποστηρίχθηκε ότι το μεσοσώμιο προσέλκυσε τον πυρήνα στην επιφάνεια του κυττάρου μετά από μια διαδικασία που ονομάζεται εξώθηση.

Σε πρόσφατα παρασκευασμένους πρωτοπλάστες, παρατηρήθηκαν συχνά θραύσματα μεσοσωματικών σωληναρίων που ήταν προσαρτημένα εξωτερικά στη μεμβράνη. Αυτή η ένωση συνέβη απέναντι από το σημείο της εσωτερικής επιφάνειας όπου ο πυρήνας έφτασε σε επαφή με τη μεμβράνη.

Πυρηνική διαίρεση

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα που προέκυψαν από διάφορες μελέτες επισημάνθηκε ότι, στην αρχή της διαίρεσης, οι δύο πυρήνες συνδέονταν έκαστος με ένα μεσοσωματικό.

Καθώς ο πυρηνικός όγκος αυξάνεται, τα μεσοσώματα χωρίστηκαν σε δύο και στη συνέχεια διαχωρίστηκαν, υποφέροντας πιθανώς τους πυρήνες του παιδιού. Συνεπώς πιστεύεται ότι τα μεσοσώματα λειτουργούσαν ως ένα πρωτόγονο ανάλογο της μιτωτικής ατράκτου στα φυτικά και ζωικά κύτταρα.

Διαφραγματισμός

Τα αποτελέσματα σχετικά με τη συμμετοχή των μεσοσωμάτων στον σχηματισμό διαφράγματος (διάφραγμα) ήταν διφορούμενα. Σύμφωνα με ορισμένους συγγραφείς, η συσχέτιση του μεσοσώματος με το διάφραγμα σε ορισμένα είδη αναπτυσσόμενων βακτηριδίων ήταν ένα καθιερωμένο γεγονός.

Ωστόσο, πολλά πειραματικά αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι τα μεσοσώματα δεν ήταν απαραίτητα για την κανονική λειτουργία του μηχανισμού κυτταρικής διαίρεσης.

Σύνθεση του κυτταρικού τοιχώματος

Επειδή το μεσόσωμα θεωρήθηκε ότι συσχετίζεται με το αναπτυσσόμενο διάφραγμα, προτάθηκε ότι θα μπορούσε επίσης να εμπλακεί στη σύνθεση του κυτταρικού τοιχώματος.

Σύνθεση μεμβράνης

Προτάθηκε επίσης ότι το μεσοσώμα ήταν η θέση της μεμβρανικής σύνθεσης λόγω της διαφορικής ενσωμάτωσης των λιπιδίων και των προδρόμων πρωτεϊνών στα μεσοσωματικά κυστίδια. Ωστόσο, δεν υπήρχαν καθόλου αποδεικτικά στοιχεία για να αποδειχθεί αυτή η υπόθεση.

Σύνθεση και έκκριση εξωκυτταρικών ενζύμων

Μερικά αντιβιοτικά προκαλούν δυσπλασίες παρόμοιες με εκείνες που προκαλούνται από τις χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται για τη σταθεροποίηση των βακτηριδίων. Λόγω αυτού, η παρουσία μεσοσωμάτων συνδέθηκε με την πιθανότητα ότι αυτές οι δομές είχαν εκκριτική λειτουργία των ενζύμων για την αποικοδόμηση των αντιβιοτικών. Ωστόσο, τα αποδεικτικά στοιχεία που προέκυψαν ήταν αντιφατικά.

Τόπος προσάρτησης του επίσωματος στη μεμβράνη

Το επίσωμα είναι μια βακτηριακή επαναλαμβανόμενη εξωχρωμοσωμική μονάδα που μπορεί να λειτουργήσει αυτόνομα ή με ένα χρωμόσωμα. Μία από τις λειτουργίες του δήθεν καλύτερα δοκιμασμένου μεζωοσώματος ήταν να λειτουργήσει ως η θέση δέσμευσης κυττάρου των επισωμάτων στην βακτηριακή μεμβράνη.

Θέση πρόσληψης DNA κατά τη διάρκεια του μετασχηματισμού

Πιστεύεται ότι το μεσοσώμη ενεργούσε ως όργανο πρόσληψης ϋΝΑ κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μετασχηματισμού. Ωστόσο, αυτή η υπόθεση βασίστηκε σε έμμεσα στοιχεία και όχι σε άμεσες αποδείξεις.

Δοκιμές της τεχνητής φύσης των μεσοσωμάτων

Μεταξύ των δοκιμών που επισημάνθηκαν από τους ερευνητές για να δείξουν ότι τα μεσοσώματα δεν είναι οργανίδια, αλλά τα τεχνουργήματα που προέρχονται από τεχνικές στερέωσης είναι:

1.- Ο αριθμός και το μέγεθος των μεσοσωματικών δομών ποικίλει ανάλογα με την τεχνική στερέωσης.

2.- Τα μεσοσώματα παρατηρούνται μόνο σε χημικώς σταθερά δείγματα για ηλεκτρονική μικροσκοπία.

3. Τα μεσοσώματα δεν εμφανίζονται σε κρυογονικά σταθεροποιημένα βακτηρίδια.

4.- Αυτές οι δομές εμφανίζονται σε βακτήρια που έχουν υποστεί επεξεργασία με κάποια είδη αντιβιοτικών, τα οποία προκαλούν παρόμοια βλάβη στα χημικά σταθεροποιητικά.

Άλλες έννοιες του όρου μεσοσόμα

Ο όρος mesosoma έχει άλλες έννοιες στη ζωολογία:

Ανατομία

Το Mesosoma είναι ένα από τα τρία tagmata στα οποία χωρίζεται το σώμα μερικών αρθροπόδων, τα άλλα δύο είναι το prosoma και το metasoma.

Ταξινόμηση

Mesosoma  είναι ένα γένος καρκινοειδών που περιγράφεται από τον Otto, 1821.

Αναφορές

1. H.R. Ebersold, J.L. Cordier, Ρ. Lüthy (1981). Βακτηριακά μεσοσώματα: τεχνικά εξαρτώμενα αντικείμενα. Αρχεία Μικροβιολογίας.
2. V.M. Reusch Jr, Μ.Μ. Burger (1973). Το βακτηριακό μεσοσωμα. Biochimica et Biophysica Acta.
3. M.R.J. Salton (1994). Κεφάλαιο 1. Το φάκελο βακτηριακών κυττάρων - μια ιστορική προοπτική. Στο: J.-M. Ghuysen, R. Hakenbeck (Eds.), Bacferiol cell wall. Elsevier Science B.V.
4. T. Silva, J.C. Sousa, J.J. Polónia, Μ.Α. Macedo, Α.Μ. Parente (1976). Βακτηριακά μεσοσώματα. Πραγματικές δομές ή αντικείμενα; Biochimica et Biophysica Acta.
5. Μεσοσωμία Στη Βικιπαίδεια. Ανακτήθηκε από τη διεύθυνση https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosome
6. Mesosoma Στη Βικιπαίδεια. Ανακτήθηκε από τη διεύθυνση https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosoma