4.6 B: incluziuni celulare și granule de depozitare

incluziuni celulare și granule de depozitare

bacteriile, în ciuda simplității lor, conțin o structură celulară bine dezvoltată responsabilă de multe proprietăți biologice unice care nu se găsesc printre arhee sau eucariote. Datorită simplității bacteriilor în raport cu organismele mai mari și ușurinței cu care pot fi manipulate experimental, structura celulară a bacteriilor a fost bine studiată, dezvăluind multe principii biochimice care au fost aplicate ulterior altor organisme.

majoritatea bacteriilor nu trăiesc în medii care conțin cantități mari de nutrienți în orice moment. Pentru a acomoda aceste niveluri tranzitorii de nutrienți, bacteriile conțin mai multe metode diferite de stocare a nutrienților care sunt folosite în momente de abundență, pentru a fi utilizate în momente de lipsă. De exemplu, multe bacterii stochează excesul de carbon sub formă de polihidroxialcanoați sau glicogen. Unii microbi stochează substanțe nutritive solubile, cum ar fi nitrații în vacuole. Sulful este cel mai adesea depozitat sub formă de granule elementare (S0) care pot fi depuse fie intra -, fie extracelular. Granulele de sulf sunt deosebit de frecvente la bacteriile care utilizează hidrogen sulfurat ca sursă de electroni. Majoritatea exemplelor menționate mai sus pot fi vizualizate folosind un microscop și sunt înconjurate de o membrană subțire non-unitate pentru a le separa de citoplasmă.

corpurile de Incluziune sunt agregate nucleare sau citoplasmatice ale substanțelor colorabile, de obicei proteine. Ele reprezintă de obicei site-uri de multiplicare virală într-o bacterie sau o celulă eucariotă și, de obicei, constau din proteine capsidice virale. Corpurile de incluziune au o membrană lipidică non-unitate. Organismele de incluziune a proteinelor sunt considerate în mod clasic că conțin proteine pliate greșit. Cu toate acestea, acest lucru a fost recent contestat, deoarece proteina fluorescentă verde va fluoresce uneori în corpurile de incluziune, ceea ce indică o anumită asemănare a structurii native, iar cercetătorii au recuperat proteine pliate din corpurile de incluziune.

când genele dintr-un organism sunt exprimate în altul, proteina rezultată formează uneori corpuri de incluziune. Acest lucru este adesea adevărat atunci când sunt traversate distanțe evolutive mari; de exemplu, un ADNc izolat din Eucarya și exprimat ca o genă recombinantă într-un procariot, riscă formarea agregatelor inactive de proteine cunoscute sub numele de corpuri de incluziune. În timp ce ADNc poate codifica corect un ARNm traductibil, proteina care rezultă va apărea într-un micromediu străin. Acest lucru are adesea efecte fatale, mai ales dacă intenția clonării este de a produce o proteină biologic activă. De exemplu, sistemele eucariote pentru modificarea carbohidraților și transportul membranei nu se găsesc în procariote.

micromediul intern al unei celule procariote (pH, osmolaritate) poate diferi de cel al sursei originale a genei. Mecanismele de pliere a unei proteine pot fi, de asemenea, absente, iar reziduurile hidrofobe care în mod normal ar rămâne îngropate pot fi expuse și disponibile pentru interacțiunea cu site-uri similare expuse pe alte proteine ectopice. Sistemele de procesare pentru scindarea și îndepărtarea peptidelor interne ar fi, de asemenea, absente în bacterii. Încercările inițiale de clonare a insulinei într-o bacterie au suferit toate aceste deficite. În plus, controalele fine care pot menține concentrația unei proteine scăzute vor lipsi, de asemenea, într-o celulă procariotă, iar supraexpresia poate duce la umplerea unei celule cu proteine ectopice care, chiar dacă ar fi pliată corespunzător, ar precipita prin saturarea mediului său.