Мезосомы строение и функции таблица кратко

Обновлено: 05.05.2024

В мезосомы они представляют собой инвагинации в плазматической мембране грамположительных и некоторых грамотрицательных бактерий, которые наблюдаются только в химически фиксированных клетках для наблюдения с помощью электронной микроскопии.

Первоначально микробиологи предположили, что это многофункциональные органеллы. Среди этих возможных функций было то, что они могли участвовать в синтезе клеточных мембран, в образовании эндоспор, в репликации и сегрегации ДНК, в дыхании и в окислительно-восстановительном метаболизме, среди других функций.

Какое-то время было признано, что мезосомная система сложным образом связана с ядерным материалом и связана с его репликацией.

Кроме того, поскольку они считаются продолжением цитоплазматической мембраны, им были отведены функции в ферментативных процессах, таких как перенос электронов.

Мезосомы присутствовали у всех грамположительных бактерий, но редко встречались у грамотрицательных. В последних они появлялись только в том случае, если выращивались в определенных условиях.

Замена методов химической фиксации для электронно-микроскопических исследований методами криофиксации (фиксация при низких температурах) показала, что мезосомы на самом деле представляют собой пороки развития мембран из-за химической фиксации.

История

Первые упоминания о мезосомных структурах относятся к началу 50-х годов прошлого века. Однако несколько лет спустя здание было названо Фитц-Джеймсом (1960). Этот исследователь описал мезосомы видов Бациллы химически фиксированный.

В течение 1970-х годов многочисленные исследователи начали показывать доказательства того, что внешний вид, количество и тип мезосом зависят от химической фиксации бактерий.

В 1981 году Эберсольд и др. Экспериментально продемонстрировали искусственную природу этих структур, изучив химически и криогенно закрепленные бактерии.

Недавние открытия показывают, что подобное повреждение мембраны с последующим появлением мезосом может наблюдаться у бактерий, подвергшихся воздействию антибиотиков.

Общие характеристики

Мезосомы были описаны как инвагинации в виде цитоплазматических карманов, содержащих скопления везикул и канальцев. Они также были описаны как мембранные спиртовые напитки или как комбинация обоих типов структур.

Мезосомы появились у всех грамположительных бактерий и только у нескольких грамотрицательных видов. В последнем они появляются только тогда, когда бактерии росли в присутствии четырехокиси осмия и фиксировались им.

Считалось, что содержание липидов, белков и углеводов аналогично плазматической мембране. Однако иногда наблюдались значительные различия в содержании фосфолипидов, каротиноидов, углеводов и менахинона в обеих структурах. РНК и следы ДНК также были обнаружены в химическом составе мезосом.

Типы

В зависимости от расположения и функции описаны два типа мезосом:

Септалы

Те, которые участвовали в образовании перегородки при делении клеток и участвовали в образовании спор.

Боковая сторона

Этим мезосомам приписывались синтетические и секреторные функции.

Характеристики

Энергетический и дыхательный метаболизм

Многие цитохимические исследования показали, что окислительно-восстановительные реакции бактерий in vivo происходят в мезосомах. Эти исследования включали окрашивание жизненно важными красителями, такими как Janus Green B и соединениями тетразолия.

Однако биохимические исследования показали, что специфические оксидазы, дегидрогеназы и цитохромы полностью отсутствуют или находятся в пониженных концентрациях в мезосомальных препаратах.

Ядерная связь с мембраной

Было высказано предположение, что мезосома притягивает ядро ​​к поверхности клетки после процесса, называемого экструзией.

В свежеприготовленных протопластах часто наблюдались фрагменты мезосомных канальцев, прикрепленные снаружи к мембране. Это соединение произошло напротив точки на внутренней поверхности, где ядро ​​контактировало с мембраной.

Ядерный дивизион

Согласно результатам, полученным в результате различных исследований, было указано, что в начале деления каждое из двух ядер было связано с мезосомой.

По мере увеличения объема ядра мезосомы разделились на две части, а затем разделились, предположительно неся дочерние ядра. По этой причине считалось, что мезосомы действуют как примитивный аналог митотического веретена в клетках растений и животных.

Формирование перегородки

Результаты об участии мезосом в формировании перегородки (septum) неоднозначны. По мнению некоторых авторов, связь мезосомы с перегородкой у некоторых видов растущих бактерий была хорошо установленным фактом.

Однако многие экспериментальные результаты показали, что мезосомы не нужны для нормального функционирования механизма деления клеток.

Синтез клеточной стенки

Поскольку считалось, что мезосома связана с растущей перегородкой, было высказано предположение, что она также может участвовать в синтезе клеточной стенки.

Мембранный синтез

Мезосома также была предложена как место мембранного синтеза из-за дифференциального включения липидов и предшественников белков в мезосомные везикулы. Однако не было убедительных доказательств в поддержку этой гипотезы.

Синтез и секреция внеклеточных ферментов

Некоторые антибиотики вызывают уродства, похожие на те, которые вызваны химическими веществами, используемыми для связывания бактерий. В связи с этим наличие мезосом было связано с возможностью того, что эти структуры выполняли секреторную функцию ферментов по разложению антибиотиков. Однако полученные доказательства были противоречивыми.

Место прикрепления эписомы к мембране

Эписома представляет собой бактериальную реплицирующую внехромосомную единицу, которая может функционировать автономно или с одной хромосомой. Одна из предположительно наиболее доказанных функций мезосомы заключалась в том, чтобы действовать как место прикрепления клеток эписом к бактериальной мембране.

Сайт захвата ДНК во время трансформации

Считалось, что мезосома действует как орган, поглощающий ДНК во время процесса трансформации. Однако это предположение было основано на косвенных данных, а не на прямых доказательствах.

Доказательства искусственной природы мезосом

Среди доказательств, указанных исследователями, чтобы показать, что мезосомы - это не органеллы, а артефакты, вызванные методами фиксации:

1.- Количество и размер мезосомных структур зависит от техники фиксации.

2.- Мезосомы можно наблюдать только в химически фиксированных образцах для электронной микроскопии.

3.- Мезосомы не появляются у криогенно закрепленных бактерий.

4. Эти структуры появляются у бактерий, обработанных некоторыми типами антибиотиков, которые вызывают повреждения, подобные химическим фиксаторам.

Другие значения термина мезосома

Термин мезосома имеет и другие значения в зоологии:

Анатомия

Мезосома - одна из трех тагмат, на которые разделено тело некоторых членистоногих, две другие - просома и метасома.


Мезосомы – многочисленные инвагинации (впячивания) цитоплазматической мембраны в цитоплазму [1] [2] .

Наличие мезосом является признаком клетки прокариот. Их образование характерно для многих, но не для всех прокариотических организмов [2] .

Типы мезосом

Мезосомы бактерий имеют разнообразную форму, размеры и локации в клетке. Выделяется три основные типа мезосом: ламеллярные (пластинцатые), везикулярные (имеющие форму пузырьков), тубулярные (трубчатые) [1] .

В клетках отдельных бактерий обнаруживаются мезосомы смешанного типа, состоящие из пластинок, пузырьков и трубочек. Сложно организованные и хорошо развитые мезосомы характерный признак грамположительных бактерий.

У грамотрицательных бактерий мезосомы встречаются реже и организованы достаточно просто [1] .

По расположению в клетке различают мезосомы:

  • формирующиеся в зоне клеточного деления и при формировании поперечной перегородки;
  • к которым прикреплен нуклеотид;
  • сформированные в результате инвагинации (впячивания) внешней части участков цитоплазматической мембраны [1] .

Роль мезосом

Точная роль мезосом в бактериальной клетке определена не окончательно. Вероятнее всего они служат для усиления мембранзависимых функциональных активностей клетки, поскольку в мембранах, образующих мезосомы, присутствуют ферменты, принимающие активное участие в энергетическом метаболизме бактерий [2] [1] .

Микробиология

— наука, изучающая организмы, неразличимые (невидимые) невооруженным глазом, которые за свои микроскопические размеры называют микроорганизмами (микробы).

Предметом изучения микробиологии

является их морфология, физиология, генетика, систематика, экология и взаимоотношения с другими формами жизни. В таксономическом отношении микроорганизмы очень разнообразны.

Мезосомы

Мезосомы представляют собой мембранные структуры, образуемые при закручивании ЦПМ. Морфологически мезосомы выглядят как ламеллярные стопки или спирально упакованные ламеллы,везикулярные или тубулярные структуры, а также смешанные мембранные системы, образованные трубочками, пузырьками и ламеллами. По расположению в клетке различают: мезосомы, образующиеся в зоне клеточного деления и формирования клеточной перегородки (септальные мезосомы), и мезосомы, сформированные в результате инвагинации периферических участков ЦПМ (латеральные мезосомы).


Типы истинных мезосом: А – ламеллярный; Б, В,Г – тубулярные типы(Бирюзова, Поглазова, 1977)

Предполагается, что мезосомы полифункциональны, содержат различные ферментные системы и играют определенную роль в энергетическом метаболизме. Считают, что они являются сайтом для формирования клеточной стенки бактерий и прикрепления нуклеоида в процессе репликации ДНК. Септальные мезосомы участвуют в построении поперечной перегородки при делении бактерий.

Сравнение растительной и животной клетки

Биология

Сравнение растительной и животной клетки очень важно для понимания общего принципа устройства клеток живых организмов. Сравните строение растительной и животной клетки, для этого ниже приведена таблица, в которую сведена сравнительная характеристика растительной и животной клетки. Кроме того, мы показываем различие между клетками не только растений и животных, но и грибов и бактерий.

Клетки растений, животных, грибов и бактерий

Для всех организмов существует два вида клеток. Это прокариотические и эукариотические клетки. Они имеют существенные различия. Строение эукариотической клетки имеет ряд отличий от прокариотической. Поэтому в животном мире выделили два надцарства, которые назвали прокариотами и эукариотами.

Основное отличие

Строение эукариотической клетки отличается тем, что она имеет ядро, в котором находятся хромосомы, состоящие из ДНК. ДНК прокариотической клетки не организованы в хромосомы и не имеют ядра. Поэтому прокариотические организмы назвали доядерными, а эукариотические ― ядерными. Отличаются клетки и размерами. Эукариотические клетки намного больше, чем прокариотические. Доядерными организмами являются бактерии.

Клетка эукариотическая

К эукариотам принадлежат растения, грибы и животные. Следовательно, особенности строения эукариотической клетки состоят в наличии ядра. Конечно, есть и другие отличия между клетками, но они несущественны.

Строение и функции эукариотической клетки

Клетка ядерных организмов имеет множество органелл, отсутствующих у прокариотов. Клетка растений, грибов и животных состоит из цитоплазматической мембраны, защищающей клетку и придающей ей форму, и цитоплазмы. Цитоплазма объединяет все компоненты клетки, участвует во всех обменных процессах и служит скелетом клетки, благодаря наличию микротрубочек. В цитоплазме располагаются одномембранные, двумембранные и немембранные органеллы.

Клетка растительная

Одномембранные органоиды

Одномембранными органоидами называют эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, лизосомы и вакуоли из-за того, что они покрыты одной мембраной. Эндоплазматическая сеть бывает гладкой и шероховатой, или гранулярной. Гладкая эндоплазматическая сетка образовывает углеводы и липиды. Шероховатая сетка синтезирует белки. Этим занимаются рибосомы, находящиеся на ней. Аппарат Гольджи сохраняет и транспортирует питательные вещества. Лизосомы обеспечивают расщепление белков, жиров и углеводов.

Двумембранные органоиды

Двумембранные органоиды имеют две мембраны: наружную и внутреннюю. К ним относят митохондрии и пластиды. Митохондрии участвуют в дыхании клетки и снабжают клетку энергией. Благодаря пластидам происходит фотосинтез.

Органоиды

Немембранные органоиды

Немембранными органеллами являются рибосомы, клеточный центр, реснички и жгутики. Рибосомы осуществляют синтез белка. Клеточный центр участвует в делении клеток. Реснички и жгутики ― органеллы, служащие для движения.

Отличия клеток растений, грибов и животных

Несмотря на единство общего плана, строение эукариотической клетки разных царств организмов имеет некоторые отличия. Растительные клетки не содержат лизосом и клеточного центра. Клетки животных и грибов характеризуются отсутствием пластид и вакуолей. Клеточная стенка грибов содержит хинин, а растений ― целлюлозу. В животных клеточной стенки нет, а в состав мембраны входит гликокаликс. Строение эукариотической клетки имеет отличие и в резервных питательных углеводах. В растительных клетках запасается крахмал, а в клетках грибов и животных ― гликоген.

Дополнительные отличия

Различается не только строение эукариотической клетки и прокариотической, но и способы их размножения. Количество бактерий увеличивается в результате образования перетяжки или почкования. Размножение эукариотических клеток происходит путем митоза. Многие процессы, свойственные эукариотической клетке (фагоцитоз, пиноцитоз и циклоз), у прокариотов не наблюдаются. Для нормальной работы клеткам грибов, растений и животных необходима аскорбиновая кислота. Бактерии в ней не нуждаются.

Клетка

В таблице сравниваются клетки бактерий, растений и животных по морфологическим признакам.

Клеточная
структура		ФункцияБакт.Раст.Живот.Грибы
ЯдроХранение наследственной информации, синтез РНКНетЕстьЕстьЕсть
Клеточная
мембрана		Выполняет барьерную, транспортную, матричную, механическую, рецепторную, энергетическую, ферментативную и маркировочную функцииЕстьЕстьЕстьЕсть
КапсулаПредохраняет бактерии от повреждений и высыхания. Создаёт дополнительный осмотический барьер и является источником резервных веществ. Препятствует фагоцитозу бактерийЕстьНетНетНет
Клеточная
стенка		Полисахаридная оболочка над клеточной мембраной, через неё происходит регуляция воды и газов в клетке. Не проницаема даже для мелких молекул. Не препятствует диффузному движениюЕстьЕстьНетЕсть
Контакты
между
клетками		Связывание между собой клеток ткани. Транспорт веществ между клетками.НетПлазмод-есмыДесмос-омыСепты
ХромосомыНуклеопротеиновый комплекс, содержащий ДНК, а также гистоны и гистоноподобные белкиНуклеоидЕстьЕстьЕсть
ПлазмидыХранение геномной информации, которая кодирует ферменты, которые разрушают антибиотики, тем самым позволяют избегать их губительного воздействияЕстьНетНетНет
ЦитоплазмаСодержит в себе органеллы клетки и равномерно распределяет питательные вещества по клетке.ЕстьЕстьЕстьЕсть
МитохондрииОрганоиды, принимающие участие в превращении энергии в клетке. Имеют внутренние мембраны, на которых осуществляется синтез АТФНетЕстьЕстьЕсть
Аппарат
Гольджи		Производит синтез сложных белков, полисахаридов, их накопление и секрециюНетЕстьЕстьЕсть
Эндоплазматич. ретикулумВыполняет синтез и обеспечивает транспорт белков и липидовНетЕстьЕстьЕсть
РибосомыОрганоиды, состоящие из двух субъединиц, осуществляют синтез белка (трансляцию).ЕстьЕстьЕстьЕсть
ЦентриольВо время деления клетки образует веретено деленияНетНетЕстьНет
ПластидыДвухмембранные структуры, в которых происходят реакции фотосинтеза (хлоропласты), происходит накопление крахмала (лейкопласты), придают окраску плодам и цветкам (хромопласты)НетЕстьНетНет
ЛизосомыПроизводят расщепление различных органических веществНетЕстьЕстьЕсть
ПероксисомыПроизводят синтез и транспорт белков и липидовНетЕстьЕстьЕсть
ВакуолиНакапливают клеточный сок. Для перемещения бактериальных клеток в толще воды. Поддерживает напряжённое состояние оболочек клетокНетЕстьНетНет
ЦитоскелетОпорно-двигательная система клетки. Изменения в белках цитоскелета приводят к изменению формы клетки и расположению в ней органоидов.БываетЕстьЕстьЕсть
МезосомыАртефакты, возникающие во время подготовки образцов для электронной микроскопииЕстьНетНетНет
ПилиСлужат для прикрепления бактериальной клетки к различным поверхностямЕстьНетНетНет
Органеллы для перемещенияСлужат для перемещения в пространстве (реснички, жгутики и др.)ЕстьЕстьЕстьНет

Популярная наука: открытие микроскопа и теории клетки

Пчелиный яд убивает раковые клетки


Читайте также: