Mesossomos: características, tipos e funções

Os mesosomes são invaginações na membrana plasmática de bactérias Gram-positivas e certas bactérias Gram-negativas, os quais são observados somente em quimicamente fixo para célula de observação microscopia electrónica.

Originalmente, os microbiologistas sugeriam que eram organelas que tinham múltiplas funções. Entre essas possíveis funções, estavam a participação na síntese de membranas celulares, na formação de endosporos, na replicação e segregação de DNA , na respiração e no metabolismo redox, entre outras funções.

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Diagrama de uma célula procariótica com mesossomo. Tirada e editada por Mariana Ruiz LadyofHats [Domínio público], via Wikimedia Commons.
Por um tempo, reconheceu-se que o sistema do mesossomo estava complexamente conectado ao material nuclear e estava relacionado à sua replicação.

Além disso, por serem consideradas extensões da membrana citoplasmática, receberam funções em processos enzimáticos, como transporte de elétrons.

Mesossomos estavam presentes em todas as bactérias Gram-positivas, mas eram raros nas bactérias Gram-negativas. No último, eles só apareceram se fossem cultivados sob condições particulares.

A substituição de métodos de fixação química por estudos de microscopia eletrônica por técnicas de criofixação (fixação em baixas temperaturas) mostrou que os mesossomos eram realmente malformações da membrana devido à fixação química.

História

As primeiras menções às estruturas mesossômicas datam do início dos anos 50 do século passado. No entanto, a estrutura foi batizada vários anos depois por Fitz-James (1960). Este pesquisador descreveu os mesossomos de espécies de Bacillus fixadas quimicamente.

Durante a década de 70, vários pesquisadores começaram a mostrar evidências de que a aparência, o número e o tipo de mesossomos dependiam da fixação química da bactéria.

Em 1981, Ebersold e colegas demonstraram experimentalmente a natureza artificial dessas estruturas, estudando bactérias fixadas quimicamente e criogenicamente.

Achados recentes indicam que danos semelhantes à membrana, com o consequente aparecimento de mesossomos, podem ser observados em bactérias expostas a antibióticos.

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Características gerais

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Uma bactéria, organismo onde foram relatados mesossomos.
Fonte: NIAID [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], via Wikimedia Commons

Os mesossomos foram descritos como invaginações, na forma de sacos de citoplasma contendo aglomerados de vesículas e túbulos. Eles também foram descritos como espíritos membranosos ou como uma combinação dos dois tipos de estruturas.

Os mesossomos apareceram em todas as bactérias Gram-positivas e apenas em algumas espécies Gram-negativas. Neste último, eles só apareceram quando as bactérias cresceram na presença e foram fixadas com tetróxido de ósmio.

O conteúdo de lipídios, proteínas e carboidratos foi considerado semelhante ao da membrana plasmática. No entanto, algumas vezes houve diferenças significativas no conteúdo de fosfolipídios, carotenóides, carboidratos e menaquinona de ambas as estruturas. Traços de RNA e DNA também foram encontrados na composição química dos mesossomos.

Tipos

Dois tipos de mesossomos foram descritos de acordo com sua localização e função:

Septales

Aqueles que participaram da formação do septo na divisão celular e intervieram na formação de esporos.

Lateral

Esses mesossomos receberam funções sintéticas e secretórias.

Funções

Metabolismo energético e respiratório

Muitos estudos citoquímicos sugeriram que as reações redox in vivo das bactérias residiam nos mesossomos. Esses estudos incluíram manchas com corantes vitais, como Janus B Green e compostos de tetrazólio.

No entanto, estudos bioquímicos sugeriram que oxidases específicas, desidrogenases e citocromos estavam totalmente ausentes ou estavam em concentrações reduzidas em preparações mesossômicas.

Acoplamento Nuclear de Membrana

Foi sugerido que o mesossomo atraísse o núcleo para a superfície celular após um processo chamado extrusão.

Nos protoplastos preparados de fresco, foram frequentemente observados fragmentos de túbulos mesossômicos fixados externamente à membrana.Essa união ocorreu em frente ao ponto da superfície interna onde o núcleo fez contato com a membrana.

Divisão nuclear

De acordo com os resultados obtidos em vários estudos, apontou-se que, no início da divisão, os dois núcleos estavam conectados a um mesossomo.

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À medida que o volume nuclear aumenta, os mesossomos são divididos em dois e depois separados, supostamente carregando os núcleos filhos. Portanto, acreditava-se que os mesossomos agiam como um análogo primitivo do fuso mitótico nas células vegetais e animais.

Formação do septo

Os resultados sobre a participação de mesossomos na formação do septo (septo) foram ambíguos. Segundo alguns autores, a associação do mesossomo com o septo em algumas espécies de bactérias em crescimento era um fato bem estabelecido.

No entanto, muitos resultados experimentais sugeriram que os mesossomos eram desnecessários para o funcionamento normal do mecanismo de divisão celular.

Síntese da parede celular

Como o mesossomo foi considerado associado ao septo em crescimento, foi sugerido que ele também poderia estar envolvido na síntese da parede celular.

Síntese de membrana

Também foi proposto que o mesossomo fosse o local da síntese da membrana devido à incorporação diferencial de lipídios e precursores de proteínas nas vesículas mesossômicas. No entanto, não havia evidências conclusivas para provar essa hipótese.

Síntese e secreção de enzimas exocelulares

Alguns antibióticos causam malformações semelhantes às causadas pelos produtos químicos usados ​​para corrigir as bactérias. Por esse motivo, a presença de mesossomos foi associada à possibilidade de que essas estruturas tivessem uma função secretora de enzimas para degradar antibióticos. No entanto, as evidências obtidas foram contraditórias.

Local de fixação do epissoma à membrana

O episoma é uma unidade extracromossômica bacteriana replicante que pode funcionar de forma autônoma ou com um cromossomo. Uma das funções do mesossomo supostamente melhor comprovado era atuar como um local de ligação celular dos epissomas à membrana bacteriana.

Local de captação de DNA durante a transformação

Acreditava-se que o mesossomo agia como um órgão de captação de DNA durante o processo de transformação. No entanto, essa suposição foi baseada em dados indiretos e não em evidências diretas.

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Testes da natureza artificial dos mesossomos

Entre os testes indicados pelos pesquisadores para mostrar que os mesossomos não são organelos, mas os artefatos originados pelas técnicas de fixação são:

1.- O número e tamanho das estruturas mesossômicas variam com a técnica de fixação.

2.- Os mesossomos são observáveis ​​apenas em amostras quimicamente fixadas para microscopia eletrônica.

3.- Os mesossomos não aparecem em bactérias criogênicas fixadas.

4.- Essas estruturas aparecem em bactérias tratadas com alguns tipos de antibióticos, que causam danos semelhantes aos fixadores químicos.

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Formação de “mesossomos” por diferentes condições de fixação celular bacteriana. Adaptado de Nanninga N. (1971). «O mesossomo de Bacillus subtilis afetado pela fixação química e física. Retirado e editado de: Arquivo original criado por TimVickersVectorized por Kkairri [Domínio público], via Wikimedia Commons.

Outros significados do termo mesossomo

O termo mesossomo tem outros significados em zoologia:

Anatomia

O mesossomo é um dos três tagmata nos quais o corpo de alguns artrópodes é dividido, os outros dois são prosoma e metassoma.

Taxonomia

Mesossomo é um gênero de crustáceos descrito por Otto, 1821.

Referências

  1. HR Ebersold, JL Cordier, P. Lüthy (1981). Mesossomos bacterianos: artefatos dependentes do método. Arquivos de Microbiologia.
  2. VM Reusch Jr, MM Burger (1973). O mesossomo bacteriano. Biochimica e Biophysica Acta.
  3. MRJ Salton (1994). Capítulo 1. O envelope celular bacteriano – uma perspectiva histórica. In: J.-M. Ghuysen, R. Hakenbeck (Eds.), Parede celular de Bacferiol. Elsevier Science BV
  4. T. Silva, JC Sousa, JJ Polônia, MA Macedo, AM Parente (1976). Mesossomos bacterianos. Estruturas ou artefatos reais? Biochimica e Biophysica Acta.
  5. Mesossomo Na Wikipedia Recuperado de https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosome
  6. Mesossomo Na Wikipedia Recuperado de https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosoma
Categorias Biologia

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