Мезосомы

Мезосо́мы (англ. mesosome) — складки цитоплазматической мембраны бактерий, образующиеся при использовании химических методов фиксации во время подготовки образцов к электронной микроскопии. Хотя в 1960-е годы предполагалось естественное происхождение этих структур, они были признаны артефактами к концу 1970-х годов и в настоящее время большинством исследователей не считаются частью нормальной структуры бактериальных клеток.

Эта статья — о структуре бактериальной клетки. Об отделе тела членистоногих см. Мезосома (морфология).
Схема, иллюстрирующая связь между фиксацией и образованием мезосом

Ранние исследования

Складки клеточных мембран в грамположительных бактериях, которые подвергались химической фиксации в ходе пробоподготовки для электронной микроскопии[1], впервые увидели в 1953 году Джордж Чампан и Джеймс Хиллиер, которые назвали эти складки «периферическими тельцами» (англ. peripheral bodies). В 1959 году Дж. Робертсон назвал их мезосомами[2][3].

Поначалу считали, что мезосомы могут играть роль во многих клеточных процессах, таких как образование клеточной стенки при делении клетки, в удвоении ДНК, или выступают как сайты для окислительного фосфорилирования. Предполагалось, что мезосомы увеличивают поверхность клетки и участвуют в дыхании клетки, а также секреции[4]. Их считали аналогами крист в митохондриях эукариот. Высказывались мнения, что мезосомы могут быть задействованы в фотосинтезе и вообще участвовать в компартментализации бактериальной клетки[5][6].

Опровержение гипотезы

К концу 1970-х годов накопились данные, свидетельствующие, что мезосомы — это артефакты химической фиксации при подготовке препарата к электронной микроскопии и не встречаются в клетках, которые не подвергались химической фиксации[1][7]. Когда к концу 1980-х годов получила распространение криофиксация при подготовке препаратов для электронной микроскопии, мнение о том, что мезосомы — артефакты пробоподготовки и не существуют в живых клетках, широко распространилось[8][9]. Однако ряд учёных до сих пор утверждает, что мезосомы не во всех случаях являются артефактами[10][4].

Складки мембраны, похожие на мезосомы, иногда выявляются в бактериях, подвергшихся действию антибиотиков[11] и антибактериальных пептидов (дефензинов)[12]. Появление мембранных складок в этих случаях может быть результатом химического повреждения мембраны клетки и/или клеточной стенки[13]. Внутренние мембранные системы, не являющиеся мезосомами, есть лишь у фототрофных прокариот, нитрифицирующих и метаноокисляющих бактерий[4].

Вопрос гипотезы о существовании мезосом и её опровержения иногда рассматривают с точки зрения философии науки как пример опровержения научной идеи с развитием экспериментальных методов[14][15][16].

Примечания
  1. Silva M. T., Sousa J. C., Polónia J. J., Macedo M. A., Parente A. M. Bacterial mesosomes. Real structures or artifacts? (англ.) // Biochimica Et Biophysica Acta. — 1976. — 4 August (vol. 443, no. 1). — P. 92—105. — PMID 821538.
  2. CHAPMAN GB, HILLIER J. Electron microscopy of ultra-thin sections of bacteria I. Cellular division in Bacillus cereus. (англ.) // Journal Of Bacteriology. — 1953. — September (vol. 66, no. 3). — P. 362—373. — PMID 13096487.
  3. Robertson, J.D. The ultra structure of cell membranes and their derivatives, Biochem (англ.) // Soc. Syrup : journal. — 1959. — P. 3.
  4. Нетрусов, Котова, 2012, с. 46.
  5. Suganuma A. Studies on the fine structure of Staphylococcus aureus. (англ.) // Journal Of Electron Microscopy. — 1966. — Vol. 15, no. 4. — P. 257—261. — PMID 5984369.
  6. Pontefract R. D., Bergeron G., Thatcher F. S. Mesosomes in Escherichia coli. (англ.) // Journal Of Bacteriology. — 1969. — January (vol. 97, no. 1). — P. 367—375. — PMID 4884819.
  7. Higgins M. L., Tsien H. C., Daneo-Moore L. Organization of mesosomes in fixed and unfixed cells. (англ.) // Journal Of Bacteriology. — 1976. — September (vol. 127, no. 3). — P. 1519—1523. — PMID 821934.
  8. Nanninga N., Brakenhoff G. J., Meijer M., Woldringh C. L. Bacterial anatomy in retrospect and prospect. (англ.) // Antonie Van Leeuwenhoek. — 1984. — Vol. 50, no. 5-6. — P. 433—460. — PMID 6442119.
  9. Dubochet J., McDowall A. W., Menge B., Schmid E. N., Lickfeld K. G. Electron microscopy of frozen-hydrated bacteria. (англ.) // Journal Of Bacteriology. — 1983. — July (vol. 155, no. 1). — P. 381—390. — PMID 6408064.
  10. Murata K., Kawai S., Mikami B., Hashimoto W. Superchannel of bacteria: biological significance and new horizons. (англ.) // Bioscience, Biotechnology, And Biochemistry. — 2008. — February (vol. 72, no. 2). — P. 265—277. — doi:10.1271/bbb.70635. — PMID 18256495.
  11. Santhana Raj L., Hing H. L., Baharudin O., Teh Hamidah Z., Aida Suhana R., Nor Asiha C. P., Vimala B., Paramsarvaran S., Sumarni G., Hanjeet K. Mesosomes are a definite event in antibiotic-treated Staphylococcus aureus ATCC 25923. (англ.) // Tropical Biomedicine. — 2007. — June (vol. 24, no. 1). — P. 105—109. — PMID 17568383.
  12. Friedrich C. L., Moyles D., Beveridge T. J., Hancock R. E. Antibacterial action of structurally diverse cationic peptides on gram-positive bacteria. (англ.) // Antimicrobial Agents And Chemotherapy. — 2000. — August (vol. 44, no. 8). — P. 2086—2092. — PMID 10898680.
  13. Balkwill D. L., Stevens Jr. S. E. Effects of penicillin G on mesosome-like structures in Agmenellum quadruplicatum. (англ.) // Antimicrobial Agents And Chemotherapy. — 1980. — March (vol. 17, no. 3). — P. 506—509. — PMID 6775592.
  14. Culp, S. Defending Robustness: The Bacterial Mesosome as a Test Case (англ.) // PSA: Proceedings of the Biennial Meeting of the Philosophy of Science Association : journal. — 1994. — Vol. 1994. — P. 46—57. — .
  15. Rasmussen Nicolas. Evolving Scientific Epistemologies and the Artifacts of Empirical Philosophy of Science: A Reply Concerning Mesosomes (англ.) // Biology & Philosophy. — 2001. — November (vol. 16, no. 5). — P. 627—652. — ISSN 0169-3867. — doi:10.1023/A:1012038815107.
  16. Allchin, D. The Epistemology of Error (неопр.) // Philosophy of Science Association Meetings, Vancouver, November. — 2000. Архивировано 17 декабря 2008 года. Архивированная копия (недоступная ссылка). Дата обращения: 8 ноября 2018. Архивировано 17 декабря 2008 года.

Литература
  • Нетрусов А. И., Котова И. Б. Микробиология. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательский центр «Академия», 2012. — 384 с. — ISBN 978-5-7695-7979-0.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.