Mesossomos: características, tipos e funções - Ciência - 2023

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o mesossomos são invaginações na membrana plasmática de bactérias Gram positivas e algumas bactérias Gram negativas, que são observadas apenas em células fixadas quimicamente para observação em microscopia eletrônica.

Microbiologistas originalmente sugeriram que eles eram organelas multifuncionais. Entre essas funções possíveis estavam a de que eles poderiam participar da síntese das membranas celulares, da formação dos endosporos, da replicação e segregação do DNA, da respiração e do metabolismo redox, entre outras funções.

Por um tempo, foi reconhecido que o sistema mesossômico estava conectado de uma maneira complexa com o material nuclear e estava relacionado à sua replicação.

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

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

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

História

As primeiras menções a 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 mesossomos de espécies de Bacilo fixado quimicamente.

Durante a década de 1970, 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 outros demonstraram experimentalmente a natureza artificial dessas estruturas estudando bactérias fixadas química e criogenicamente.

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

Características gerais

Os mesossomos foram descritos como invaginações, na forma de bolsas citoplasmáticas contendo aglomerados de vesículas e túbulos. Eles também foram descritos como espirais membranosas, 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. No último, eles só apareceram quando a bactéria cresceu na presença de tetróxido de ósmio e se fixou nele.

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

Tipos

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

Septais

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

Lado

Esses mesossomos foram atribuídos a funções sintéticas e secretoras.

Características

Energia e metabolismo respiratório

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

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

Acoplamento nuclear à membrana

Foi sugerido que o mesossomo atraiu o núcleo para a superfície da célula após um processo denominado extrusão.

Em protoplastos preparados de fresco, fragmentos de túbulos mesossômicos fixados externamente à membrana foram freqüentemente observados. Essa união ocorreu no lado oposto ao ponto da superfície interna onde o núcleo entrava em contato com a membrana.

Divisão nuclear

De acordo com os resultados obtidos em diversos estudos, foi indicado que, no início da divisão, os dois núcleos estavam cada um ligados a um mesossomo.

À medida que o volume nuclear aumenta, os mesossomos se dividem em dois e depois se separam, provavelmente carregando núcleos filhos. Assim, acreditava-se que os mesossomos agiam como um análogo primitivo do fuso mitótico em células vegetais e animais.

Formação do septo

Os resultados quanto à participação dos 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

O mesossomo também foi proposto como o local de síntese da membrana devido à incorporação diferencial de lipídios e precursores de proteínas nas vesículas mesossômicas. No entanto, não havia nenhuma evidência conclusiva para apoiar essa hipótese.

Síntese e secreção de enzimas exocelulares

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

Local de fixação do epissoma à membrana

O epissoma é uma unidade extracromossômica de replicação bacteriana que pode funcionar autonomamente ou com um cromossomo. Uma das funções supostamente mais comprovadas do mesossomo era atuar como um local para a fixação das células dos epissomas à membrana bacteriana.

Local de captação de DNA durante a transformação

Acreditava-se que o mesossomo atuava 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.

Evidências da natureza artificial dos mesossomos

Entre as evidências apontadas pelos pesquisadores para mostrar que os mesossomos não são organelas, mas artefatos causados por técnicas de fixação estão:

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.- Mesossomos não aparecem em bactérias fixadas criogenicamente.

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

Outros significados do termo mesossomo

O termo mesossomo tem outros significados em zoologia:

Anatomia

Mesossomo é um dos três tagmata em que 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

H.R. Ebersold, J.L. Cordier, P. Lüthy (1981). Mesossomos bacterianos: artefatos dependentes do método. Arquivos de Microbiologia.
V.M. Reusch Jr, M.M. Burger (1973). O mesossomo bacteriano. Biochimica et Biophysica Acta.
M.R.J. Salton (1994). Capítulo 1. O envelope da célula bacteriana - uma perspectiva histórica. Em: J.-M. Ghuysen, R. Hakenbeck (Eds.), Bacferiol cell wall. Elsevier Science B.V.
T. Silva, J.C. Sousa, J.J. Polónia, M.A. Macedo, A.M. Parente (1976). Mesossomos bacterianos. Estruturas ou artefatos reais? Biochimica et Biophysica Acta.
Mesosome. Na Wikipedia. Recuperado de https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosome
Mesosome. Na Wikipedia. Recuperado de https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosoma