Interested Article - Магнитосома

breeze
  • 2021-04-14
  • 1

Бактериальная клетка с магнитосомами

Магнитосо́ма ( англ. Magnetosome ) — органелла бактериальной клетки , представляющая собой окружённый мембраной цельный кристалл химически чистого магнетита (Fe 3 O 4 ) или грейгита (Fe 3 S 4 ). Бактерии, обладающие магнитосомами, способны к магнитотаксису — движению, связанному с реакцией клетки на магнитное поле (их называют * ) .

Строение

Кристалл магнетита (или грейгита) имеет кубооктаэдрическую , пулевидную или гексагонально- призматическую форму и достигает от 25 до 130 нм в длину. Иногда они содержат другие железосодержащие минералы: (тетрагональный FeS ) и кубический FeS, однако иногда их рассматривают как предшественники Fe 3 S 4 . Мембрана магнитосомы представляет собой фосфолипидный бислой , и некоторые её белки больше нигде не встречаются . Как правило, магнитосомы образуют продольную цепочку, реже они собраны в 2 или 3 параллельные или пересекающиеся цепочки. Некоторые бактерии имеют единичные магнитосомы. Бактерии, имеющие магнитосомы, обитают в морских, речных и озёрных донных илах, на песчаных пляжах, рисовых полях и в затапливаемых почвах. По типу метаболизма они — хемоорганотрофные микроаэрофилы или анаэробы .

Биогенез

Считается, что магнитосомы происходят от везикул , которые отпочковываются от клеточной мембраны внутрь клетки. В отпочковывании предшественников магнитосом задействован белок Mps, который может играть роль ацилазы , запускающей процесс впячивания. Далее внутрь везикул из цитоплазмы поступает железо . Ключевую роль в закачивании железа в везикулы играет белок MagA, который переносит ионы Fe 2+ в везикулы, выкачивая из них протоны . Существуют сведения, что магнитосомы — не самостоятельные везикулы, а только впячивания клеточной мембраны .

Функции

Вероятно, первоначально магнитосомы служили для запасания железа. В магнитосомах изолируются токсичные ионы двухвалентного железа, а магнитная ориентация стала вторичной функцией. Поэтому магнитосомы есть не только у бактерий, в среде обитания которых много железа, но и у некоторых свободноплавающих морских бактерий . Магнитосомы помогают бактериям ориентироваться относительно линий магнитного поля Земли, выбирая оптимальное местоположение .

Применение

Магнитосомы бактерий могут найти широкое применение в биотехнологии и нанотехнологиях . В отличие от искусственно созданных наночастиц магнетита, кристаллы магнетита из магнетосом стабильны, химически чистые, имеют примерно одинаковые размеры и форму, их магнитные свойства постоянны при умеренных температурах . Магнитосомы могут применяться в биоремедиации , разделении клеток, детекции ДНК , антигенов и других соединений , доставке лекарств и определённых генов в клетки , , усиления контраста изображений, полученных с помощью магнитного резонанса, а также создания гипертермии , которую используют для разрушения раковых клеток . Если покрыть магнитосомы биосовместимыми полимерами (например, пептидами), то область их применения будет существенно шире .

Примечания

  1. ↑ , с. 233—235.
  2. Bazylizinki Dennis A. , Heywood Brigid R. , Mann Stephen , Frankel Richard B. (англ.) // Nature. — 1993. — November ( vol. 366 , no. 6452 ). — P. 218—218 . — ISSN . — doi : . [ ]
  3. Bazylinski D. A. , Frankel R. B. , Heywood B. R. , Mann S. , King J. W. , Donaghay P. L. , Hanson A. K. (англ.) // Applied And Environmental Microbiology. — 1995. — September ( vol. 61 , no. 9 ). — P. 3232—3239 . — . [ ]
  4. ↑ Vargas G. , Cypriano J. , Correa T. , Leão P. , Bazylinski D. A. , Abreu F. (англ.) // Molecules (Basel, Switzerland). — 2018. — 24 September ( vol. 23 , no. 10 ). — doi : . — . [ ]
  5. Komeili A. , Li Z. , Newman D. K. , Jensen G. J. (англ.) // Science (New York, N.Y.). — 2006. — 13 January ( vol. 311 , no. 5758 ). — P. 242—245 . — doi : . — . [ ]
  6. , с. 75.
  7. He J. , Tian J. , Xu J. , Wang K. , Li J. , Gee S. J. , Hammock B. D. , Li Q. X. , Xu T. (англ.) // Analytical And Bioanalytical Chemistry. — 2018. — October ( vol. 410 , no. 25 ). — P. 6633—6642 . — doi : . — . [ ]
  8. Wang X. , Wang J. G. , Geng Y. Y. , Wang J. J. , Zhang X. M. , Yang S. S. , Jiang W. , Liu W. Q. (англ.) // Biochemical And Biophysical Research Communications. — 2018. — 5 February ( vol. 496 , no. 2 ). — P. 719—725 . — doi : . — . [ ]
  9. Mannucci S. , Tambalo S. , Conti G. , Ghin L. , Milanese A. , Carboncino A. , Nicolato E. , Marinozzi M. R. , Benati D. , Bassi R. , Marzola P. , Sbarbati A. (англ.) // Contrast Media & Molecular Imaging. — 2018. — Vol. 2018 . — P. 2198703—2198703 . — doi : . — . [ ]
  10. Mickoleit F. , Borkner C. B. , Toro-Nahuelpan M. , Herold H. M. , Maier D. S. , Plitzko J. M. , Scheibel T. , Schüler D. (англ.) // Biomacromolecules. — 2018. — 12 March ( vol. 19 , no. 3 ). — P. 962—972 . — doi : . — . [ ]

Литература

  • Пиневич А. В. Микробиология. Биология прокариотов: в 3 т.. — СПб. : Издательство С.-Петербургского университета, 2006. — Т. I. — 352 с. — ISBN 5-288-04057-5 .
  • Нетрусов А. И., Котова И. Б. Микробиология. — 4-е изд., перераб. и доп. — М. : Издательский центр «Академия», 2012. — 384 с. — ISBN 978-5-7695-7979-0 .
Источник —

breeze
  • 2021-04-14
  • 1
  • Tags:

Same as Магнитосома

The title for the last searches