4.6 B: Cell Inclusions and Storage Granules
Cell Inclusions and Storage Granules
a baktériumok egyszerűségük ellenére jól fejlett sejtszerkezetet tartalmaznak, amely számos egyedi biológiai tulajdonságért felelős, amelyek nem találhatók az archeák vagy eukarióták között. A baktériumok egyszerűsége a nagyobb organizmusokhoz képest, valamint a kísérletileg manipulálhatóságuk egyszerűsége miatt a baktériumok sejtszerkezetét jól tanulmányozták, feltárva számos biokémiai alapelvet, amelyeket később más organizmusokra is alkalmaztak.
a legtöbb baktérium nem él olyan környezetben, amely mindig nagy mennyiségű tápanyagot tartalmaz. A tápanyagok ezen átmeneti szintjének befogadására a baktériumok számos különböző tápanyag-tárolási módszert tartalmaznak, amelyeket bőségesen alkalmaznak, szükség esetén történő felhasználásra. Például sok baktérium tárolja a felesleges szenet polihidroxi-alkanoátok vagy glikogén formájában. Egyes mikrobák oldható tápanyagokat, például nitrátot tárolnak vakuolákban. A ként leggyakrabban elemi (S0) granulátumként tárolják, amelyek akár intra – vagy extracellulárisan is lerakódhatnak. A kéngranulátumok különösen gyakoriak azokban a baktériumokban, amelyek hidrogén-szulfidot használnak elektronforrásként. A fent említett példák többsége mikroszkóppal megtekinthető, és egy vékony, nem egység membrán veszi körül őket, hogy elválasszák őket a citoplazmától.
az Inklúziós testek festhető anyagok, általában fehérjék nukleáris vagy citoplazmatikus aggregátumai. Jellemzően a vírus szaporodásának helyeit képviselik egy baktériumban vagy egy eukarióta sejtben, és általában vírusos kapszid fehérjékből állnak. Az inklúziós testek nem egység lipid membránnal rendelkeznek. A fehérjebevonási testekről klasszikusan úgy gondolják, hogy rosszul összehajtott fehérjét tartalmaznak. Ezt azonban nemrégiben vitatták, mivel a zöld fluoreszcens fehérje néha fluoreszkál az inklúziós testekben, ami némi hasonlóságot mutat a natív szerkezettel, és a kutatók visszanyerték a hajtogatott fehérjét az inklúziós testekből.
amikor az egyik organizmus génjei egy másikban expresszálódnak, a kapott fehérje néha befogadó testeket képez. Ez gyakran igaz, ha nagy evolúciós távolságokat kereszteznek; például egy Eukaryából izolált cDNS, amelyet rekombináns génként fejeznek ki egy prokariótában, veszélyezteti a fehérje inaktív aggregátumainak képződését. Míg a cDNS megfelelően kódolhatja a transzlálható mRNS-t, az eredményül kapott fehérje idegen mikrokörnyezetben jelenik meg. Ennek gyakran végzetes hatásai vannak, különösen, ha a klónozás célja biológiailag aktív fehérje előállítása. Például a szénhidrát módosításra és membrán transzportra szolgáló eukarióta rendszerek nem találhatók meg a prokariótákban.
a prokarióta sejt belső mikrokörnyezete (pH, ozmolaritás) eltérhet a gén eredeti forrásától. A fehérje hajtogatásának mechanizmusai szintén hiányozhatnak, és a hidrofób maradványok, amelyek általában eltemetve maradnának, ki lehetnek téve, és kölcsönhatásba léphetnek más méhen kívüli fehérjék hasonló kitett helyeivel. A belső peptidek hasítására és eltávolítására szolgáló feldolgozó rendszerek szintén hiányoznának a baktériumokban. Az inzulin baktériumban történő klónozásának kezdeti kísérletei mindezen hiányokat szenvedték el. Ezenkívül a prokarióta sejtben hiányoznak azok a finom kontrollok is, amelyek alacsonyan tarthatják a fehérje koncentrációját, és a túlzott expresszió azt eredményezheti, hogy egy sejtet méhen kívüli fehérjével töltenek meg, amely még akkor is, ha megfelelően összehajtogatnák, kicsapódna a környezet telítésével.