4.6 B: Celleinneslutninger Og Lagringsgranuler

Celleinneslutninger Og Lagringsgranuler

Bakterier, til tross for deres enkelhet, inneholder en velutviklet cellestruktur som er ansvarlig for mange unike biologiske egenskaper som ikke finnes blant arkea eller eukaryoter. På grunn av enkelheten av bakterier i forhold til større organismer, og den enkle som de kan manipuleres eksperimentelt, har cellestrukturen av bakterier blitt godt studert, og avslører mange biokjemiske prinsipper som senere har blitt brukt på andre organismer.

de fleste bakterier lever ikke i miljøer som til enhver tid inneholder store mengder næringsstoffer. For å imøtekomme disse forbigående nivåene av næringsstoffer inneholder bakterier flere forskjellige metoder for næringslagring som er ansatt i tider med masse, for bruk i tider med vilje. For eksempel lagrer mange bakterier overflødig karbon i form av polyhydroksyalkanoater eller glykogen. Noen mikrober lagrer oppløselige næringsstoffer, som nitrat i vakuoler. Svovel lagres oftest som elementært (S0) granulat som kan deponeres enten intra-eller ekstracellulært. Svovelgranuler er spesielt vanlige i bakterier som bruker hydrogensulfid som elektronkilde. De fleste av de ovennevnte eksemplene kan ses ved hjelp av et mikroskop, og er omgitt av en tynn ikke-enhetsmembran for å skille dem fra cytoplasma.

Inkluderingslegemer er nukleære eller cytoplasmatiske aggregater av flekkbare stoffer, vanligvis proteiner. De representerer vanligvis steder for viral multiplikasjon i en bakterie eller en eukaryotisk celle, og består vanligvis av virale kapsidproteiner. Inkluderingsorganer har en ikke-enhet lipidmembran. Protein inkludering organer er klassisk antatt å inneholde misfoldet protein. Dette har imidlertid nylig blitt bestridt, da grønt fluorescerende protein noen ganger vil fluorescere i inklusjonsorganer, noe som indikerer likhet med den innfødte strukturen, og forskere har gjenopprettet foldet protein fra inkluderingsorganer.

når gener fra en organisme uttrykkes i en annen, danner det resulterende proteinet noen ganger inklusjonsorganer. Dette er ofte sant når store evolusjonære avstander krysses; for eksempel, en cDNA isolert fra Eukarya og uttrykt som et rekombinant gen i en prokaryot, risikerer dannelsen av de inaktive aggregatene av protein kjent som inklusjonsorganer. Mens cDNA kan riktig kode for en oversettbar mRNA, vil proteinet som resulterer dukke opp i et fremmed mikromiljø. Dette har ofte fatale effekter, spesielt hvis hensikten med kloning er å produsere et biologisk aktivt protein. For eksempel finnes eukaryotiske systemer for karbohydratmodifisering og membrantransport ikke i prokaryoter.

det indre mikromiljøet til en prokaryotisk celle (pH, osmolaritet) kan avvike fra den opprinnelige kilden til genet. Mekanismer for folding av et protein kan også være fraværende, og hydrofobe rester som normalt ville forbli begravet, kan bli utsatt og tilgjengelig for interaksjon med lignende eksponerte steder på andre ektopiske proteiner. Behandlingssystemer for spaltning og fjerning av interne peptider vil også være fraværende i bakterier. De første forsøkene på å klone insulin i en bakterie led alle disse underskuddene. I tillegg vil de fine kontrollene som kan holde konsentrasjonen av et protein lavt, også mangle i en prokaryotisk celle, og overuttrykk kan resultere i å fylle en celle med ektopisk protein som, selv om det var riktig brettet, ville utfelle ved å mette sitt miljø.