4.6 B: Celleindeslutninger og Opbevaringsgranuler

Celleindeslutninger og Opbevaringsgranuler

bakterier indeholder på trods af deres enkelhed en veludviklet cellestruktur, der er ansvarlig for mange unikke biologiske egenskaber, der ikke findes blandt arkæer eller eukaryoter. På grund af bakteriens enkelhed i forhold til større organismer og den lethed, hvormed de kan manipuleres eksperimentelt, er bakteriens cellestruktur blevet undersøgt godt og afslører mange biokemiske principper, der efterfølgende er blevet anvendt på andre organismer.

de fleste bakterier lever ikke i miljøer, der altid indeholder store mængder næringsstoffer. For at imødekomme disse forbigående niveauer af næringsstoffer indeholder bakterier flere forskellige metoder til næringsopbevaring, der anvendes i tider med masser til brug i tider med mangel. For eksempel opbevarer mange bakterier overskydende kulstof i form af polyhydroksyalkanoater eller glykogen. Nogle mikrober opbevarer opløselige næringsstoffer, såsom nitrat i vakuoler. Svovl opbevares oftest som elementært (S0) granulat, som kan deponeres enten intra – eller ekstracellulært. Svovlgranuler er især almindelige i bakterier, der bruger hydrogensulfid som en elektronkilde. De fleste af de ovennævnte eksempler kan ses ved hjælp af et mikroskop og er omgivet af en tynd ikke-enhedsmembran for at adskille dem fra cytoplasmaet.

Inklusionslegemer er nukleare eller cytoplasmatiske aggregater af pletterbare stoffer, normalt proteiner. De repræsenterer typisk steder med viral multiplikation i en bakterie eller en eukaryot celle og består normalt af virale kapsidproteiner. Inklusionslegemer har en ikke-enhed lipidmembran. Proteinindeslutningskroppe menes Klassisk at indeholde forkert foldet protein. Dette er imidlertid for nylig blevet bestridt, da grønt fluorescerende protein undertiden vil fluorescere i inklusionslegemer, hvilket indikerer en vis lighed med den oprindelige struktur, og forskere har genvundet foldet protein fra inklusionslegemer.

når gener fra en organisme udtrykkes i en anden, danner det resulterende protein undertiden inklusionslegemer. Dette gælder ofte, når store evolutionære afstande krydses; for eksempel risikerer et cDNA isoleret fra Eukarya og udtrykt som et rekombinant gen i en prokaryot dannelsen af de inaktive aggregater af protein kendt som inklusionslegemer. Mens cDNA korrekt kan kode for et translaterbart mRNA, vil det protein, der resulterer, dukke op i et fremmed mikromiljø. Dette har ofte fatale virkninger, især hvis hensigten med kloning er at producere et biologisk aktivt protein. For eksempel findes eukaryote systemer til kulhydratmodifikation og membrantransport ikke i prokaryoter.

det indre mikromiljø af en prokaryot celle (pH, osmolaritet) kan afvige fra den oprindelige kilde til genet. Mekanismer til foldning af et protein kan også være fraværende, og hydrofobe rester, der normalt forbliver begravet, kan blive eksponeret og tilgængelige til interaktion med lignende eksponerede steder på andre ektopiske proteiner. Behandlingssystemer til spaltning og fjernelse af interne peptider ville også være fraværende i bakterier. De første forsøg på at klone insulin i en bakterie LED alle disse underskud. Derudover mangler de fine kontroller, der kan holde koncentrationen af et protein lavt, også i en prokaryot celle, og overekspression kan resultere i at fylde en celle med ektopisk protein, der, selvom det var korrekt foldet, ville udfælde ved at mætte dets miljø.