4.6 B: Cell inneslutningar och lagring granulat
Cell inneslutningar och lagring granulat
bakterier, trots sin enkelhet, innehåller en väl utvecklad cellstruktur som ansvarar för många unika biologiska egenskaper som inte finns bland archaea eller eukaryoter. På grund av enkelheten hos bakterier i förhållande till större organismer, och den lätthet med vilken de kan manipuleras experimentellt, cellstrukturen hos bakterier har studerats väl, avslöjar många biokemiska principer som därefter har tillämpats på andra organismer.
de flesta bakterier lever inte i miljöer som innehåller stora mängder näringsämnen hela tiden. För att tillgodose dessa övergående nivåer av näringsämnen innehåller bakterier flera olika metoder för näringslagring som används i tider med mycket, för användning i tider av vilja. Till exempel lagrar många bakterier överskott av kol i form av polyhydroxyalkanoater eller glykogen. Vissa mikrober lagrar lösliga näringsämnen, såsom nitrat i vakuoler. Svavel lagras oftast som elementära (S0) granuler som kan deponeras antingen intra – eller extracellulärt. Svavelgranuler är särskilt vanliga i bakterier som använder vätesulfid som elektronkälla. De flesta av de ovan nämnda exemplen kan ses med hjälp av ett mikroskop och omges av ett tunt icke-enhetsmembran för att separera dem från cytoplasman.
inklusionskroppar är kärn-eller cytoplasmatiska aggregat av färgbara ämnen, vanligtvis proteiner. De representerar vanligtvis platser för viral multiplikation i en bakterie eller en eukaryot cell och består vanligtvis av virala kapsidproteiner. Inklusionskroppar har ett icke-enhetslipidmembran. Proteininklusionskroppar anses klassiskt innehålla felveckat protein. Detta har emellertid nyligen ifrågasatts, eftersom grönt fluorescerande protein ibland fluorescerar i inklusionskroppar, vilket indikerar en viss likhet med den inhemska strukturen och forskare har återhämtat sig vikta protein från inklusionskroppar.
när gener från en organism uttrycks i en annan bildar det resulterande proteinet ibland inklusionskroppar. Detta är ofta sant när stora evolutionära avstånd korsas; till exempel riskerar en cDNA isolerad från Eukarya och uttryckt som en rekombinant gen i en prokaryot bildandet av de inaktiva aggregaten av protein som kallas inklusionskroppar. Medan cDNA kan korrekt koda för ett översättningsbart mRNA, kommer proteinet som resulterar att dyka upp i en främmande mikromiljö. Detta har ofta dödliga effekter, särskilt om avsikten med kloning är att producera ett biologiskt aktivt protein. Till exempel finns inte eukaryota system för kolhydratmodifiering och membrantransport i prokaryoter.
den inre mikromiljön hos en prokaryot cell (pH, osmolaritet) kan skilja sig från den ursprungliga källan till genen. Mekanismer för vikning av ett protein kan också vara frånvarande, och hydrofoba rester som normalt skulle förbli begravda kan exponeras och vara tillgängliga för interaktion med liknande exponerade platser på andra ektopiska proteiner. Bearbetningssystem för klyvning och avlägsnande av interna peptider skulle också vara frånvarande i bakterier. De första försöken att klona insulin i en bakterie drabbades av alla dessa underskott. Dessutom kan de fina kontrollerna som kan hålla koncentrationen av ett protein lågt också saknas i en prokaryot cell, och överuttryck kan resultera i att en cell fylls med ektopiskt protein som, även om det var ordentligt vikat, skulle fälla ut genom att mätta sin miljö.