מזוזומים: מאפיינים, סוגים ותפקודים - ביולוגיה - 2025

Mesosomes הוא invaginations על קרום התא של חיידקים חיוביים גרם וכמה גרם - שלילי, הנצפה רק בתאים קבוע כימי להסתכלות במיקרוסקופ אלקטרונים.

במקור, המיקרוביולוגים הציעו שהם אברונים רב תפקודיים. בין הפונקציות האפשריות הללו היו שהן יכולות להשתתף בסינתזה של ממברנות תאים, ביצירת אנדוספוריות, בשכפול והפרדה של DNA, בהנשמה ובמטבוליזם של רדוקס, בין יתר הפונקציות.

תרשים של תא פרוקריוטי עם מזוזום. צולם ונערך ממריאנה רייז ליידיוף האטס דרך ויקימדיה ויקימית, במשך זמן מה הוכר כי מערכת המזוזום הייתה מחוברת בצורה מורכבת עם חומר גרעיני והיא קשורה לשכפול שלה.

בנוסף, מכיוון שהם נחשבים כהרחבות של הממברנה הציטופלסמית, הם קיבלו פונקציות בתהליכים אנזימטיים, כמו הובלת אלקטרונים.

מזוזומים היו קיימים בכל החיידקים החיוביים בגראם, אך היו נדירים באלו השליליים בגראם. באחרון הם הופיעו רק אם היו מעובדים בתנאים מסוימים.

החלפת שיטות קיבוע כימיות למחקרי מיקרוסקופיה אלקטרונית על ידי טכניקות קריופיקסציה (קיבוע בטמפרטורות נמוכות) הראו שמזוזומים היו למעשה מומים קרוםיים כתוצאה מקיבוע כימי.

הִיסטוֹרִיָה

האזכורים הראשונים של מבנים מזוזומלים מתוארכים לתחילת שנות החמישים של המאה הקודמת. עם זאת, המבנה הוטל מספר שנים לאחר מכן על ידי פיץ-ג'יימס (1960). חוקר זה תיאר מזוזומים ממיני Bacillus קבועים כימית.

במהלך שנות השבעים החלו חוקרים רבים להראות עדויות לכך שהמראה, המספר והסוג של המזוזומים היו תלויים בקיבוע הכימי של החיידק.

בשנת 1981, Ebersold et al. הדגימו באופן ניסיוני את הטבע המלאכותי של מבנים אלה על ידי לימוד חיידקים קבועים כימית וקריוגנית.

ממצאים אחרונים מצביעים על כך שניתן להבחין בנזק קרום דומה, עם הופעתם של מזוזומים, בחיידקים שנחשפו לאנטיביוטיקה.

מאפיינים כלליים

חיידק, אורגניזמים בהם דווח על מזוזומים.
מקור: NIAID, באמצעות Wikimedia Commons

המזוזומים תוארו כפתיחות, בצורה של כיסים ציטופלסמיים המכילים אשכולות שלפוחית ​​וצינורות. הם תוארו גם כבעלי ספיר ממברנות, או כשילוב של שני סוגי המבנים.

מזוזומים הופיעו בכל חיידקי גראם חיוביים ורק בכמה מינים שליליים גראם. באחרון הם הופיעו רק כאשר החיידק גדל בנוכחות, וקובע עם אוסמיום טטרוקסיד.

התוכן של ליפידים, חלבונים ופחמימות נחשב דומה לזה של קרום הפלזמה. עם זאת, היו לפעמים הבדלים משמעותיים בתכולת הפוספוליפידים, הקרוטנואידים, הפחמימות והמאנקינונים של שני המבנים. RNA ועקבות של DNA נמצאו גם בהרכב הכימי של המזוזומים.

סוגים

שני סוגים של מזוזומים תוארו על פי מיקומם ותפקודם:

סופלטלים

אלה שהשתתפו בהיווצרות המחצה בחלוקת התא והיו מעורבים ביצירת נבגים.

צַד

מזוזומים אלה יוחסו לתפקודים סינתטיים והפרשתיים.

מאפיינים

מטבוליזם אנרגטי ונשימתי

מחקרים ציטוכימיים רבים העלו כי תגובות הרדוקס in vivo של החיידקים התגוררו במזוזומים. מחקרים אלה כללו מכתים עם כתמים חיוניים כמו יאנוס גרין B ותרכובות טטרזוליום.

עם זאת, מחקרים ביוכימיים העלו כי אוקסידאזים ספציפיים, דה-הידרוגנזים וציטוכרומים נעדרו לחלוטין או בריכוז מופחת בתכשירים מזוזומלים.

צימוד גרעיני לקרום

הוצע כי המזוזום משך את הגרעין אל פני התא לאחר תהליך שנקרא שחול.

בפרוטופלסטים שהוכנו טרי נצפו לרוב שברי צינורות מזוזומלים המחוברים חיצוניים לקרום. איחוד זה התרחש מול הנקודה על המשטח הפנימי בו הליבה יצרה קשר עם הממברנה.

חלוקה גרעינית

על פי התוצאות שהתקבלו ממחקרים שונים, צוין כי בתחילת החלוקה, שני הגרעינים היו קשורים כל אחד למזוזום.

ככל שהנפח הגרעיני גדל, המזוזומים התחלקו לשניים ואז הופרדו, ככל הנראה נושאי גרעין בת. מסיבה זו, האמינו כי המזוזומים משמשים כאנלוגיה פרימיטיבית של הציר המיטוטי בתאי צמחים ובעלי חיים.

היווצרות ספטום

התוצאות לגבי השתתפות מזוזומים בהיווצרות המחצה (מחצה) היו מעורפלות. על פי חלק מהמחברים, הקשר של המזוזום עם המחץ בכמה מינים של חיידקים הגדלים היה עובדה מבוססת.

עם זאת, תוצאות ניסוי רבות הצביעו על כך שמזוזומים אינם נחוצים לתפקוד התקין של מנגנון חלוקת התא.

סינתזה של דופן התא

מכיוון שהמזוזום נחשב כקשור לחיץ הגדל, הוצע כי הוא יכול להיות מעורב גם בסינתזה של דופן התא.

סינתזת ממברנה

בנוסף הוצע למזוזום להיות אתר סינתזת הממברנה עקב שילוב דיפרנציאלי של ליפידים ומבשרי חלבון בתוך שלפוחית ​​המזוזומלית. עם זאת, לא היו עדויות חותכות שתומכות בהשערה זו.

סינתזה והפרשת אנזימים exocellular

חלק מהאנטיביוטיקה גורמת למומים הדומים לאלו הנגרמים על ידי הכימיקלים המשמשים לקשירת חיידקים. כתוצאה מכך, נוכחות מזוזומים נקשרה לאפשרות שלמבנים אלה יש תפקוד הפרשה של אנזימים לפירוק אנטיביוטיקה. עם זאת, הראיות שהושגו היו סותרות.

מקום ההתקשרות של הפרק לקרום

הפרק הוא יחידה חוץ-כרומוזומלית המשכפלת חיידקים שיכולה לתפקד באופן אוטונומי או עם כרומוזום אחד. אחד התפקידים המוכחים כביכול הטוב ביותר של המזוזום היה לפעול כאתר להצמדת תאים של אפיזודות לקרום החיידק.

אתר ספיגת DNA במהלך טרנספורמציה

האמינו כי המזוזום פועל כאיבר ספיגת DNA במהלך תהליך הטרנספורמציה. עם זאת, הנחה זו התבססה על נתונים עקיפים ולא על ראיות ישירות.

עדות לאופי המלאכותי של המזוזומים

בין הראיות שהצביעו החוקרים שהראו כי מזוזומים אינם אורגנים אלא חפצים הנגרמים על ידי טכניקות קיבוע הם:

1.- המספר והגודל של המבנים mesosomal משתנה עם טכניקת קיבוע.

2.- ניתן לראות Mesosomes רק בדגימות קבועות כימית למיקרוסקופיית אלקטרונים.

3.- מזוזומים אינם מופיעים בחיידקים קבועים קריוגניים.

4.- מבנים אלה מופיעים בחיידקים המטופלים בסוגים מסוימים של אנטיביוטיקה, הגורמים נזקים הדומים לקיבועים כימיים.

היווצרות "מזוזומים" על ידי תנאים שונים של התקשרות של תאים חיידקיים. עיבד מננינגה נ '(1971). «מזוזום Bacillus subtilis מושפע מקיבוע כימי ופיזי. צולם ונערך מתוך: קובץ מקורי שנעשה על ידי TimVickers וקטור על ידי Kkairri, באמצעות Wikimedia Commons.

משמעויות אחרות של המונח מזוזום

למושג מזוזום יש משמעות אחרת בזואולוגיה:

אֲנָטוֹמִיָה

Mesosome הוא אחד משלושת התגמטים אליהם מחולק גופם של פרוקי רגליים מסוימים, השניים האחרים הם פרוזומה ומטסומה.

טקסונומיה

Mesosoma הוא מין של סרטנים המתואר על ידי אוטו, 1821.

הפניות

1. HR Ebersold, JL Cordier, P. Lüthy (1981). מזוזומים חיידקיים: ממצאים תלויים בשיטה. ארכיונים למיקרוביולוגיה.
2. VM Reusch Jr, MM בורגר (1973). המזוזום החיידקי. Biochimica et Biophysica Acta.
3. MRJ Salton (1994). פרק 1. מעטפת התא החיידקית - נקודת מבט היסטורית. בתוך: J.-M. Ghuysen, R. Hakenbeck (Eds.), קיר תא Bacferiol. Elsevier Science BV
4. T. Silva, JC Sousa, JJ Polónia, MA Macedo, AM Parente (1976). מזוזומים חיידקיים. מבנים או ממצאים אמיתיים ?. Biochimica et Biophysica Acta.
5. מזוסום. בויקיפדיה. התאושש מ- https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosome
6. מזוסום. בויקיפדיה. התאושש מ- https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosoma