Les mésosomes sont des invaginations dans la membrane plasmique de bactéries Gram positives et de certaines bactéries Gram négatives, qui ne sont observées que dans des cellules fixées chimiquement pour observation en microscopie électronique.
Les microbiologistes ont initialement suggéré qu'il s'agissait d'organites multifonctionnels. Parmi ces fonctions possibles, ils pourraient participer à la synthèse des membranes cellulaires, à la formation d'endospores, à la réplication et à la ségrégation de l'ADN, à la respiration et au métabolisme redox, entre autres fonctions..
De plus, comme ils sont considérés comme des extensions de la membrane cytoplasmique, des fonctions leur ont été attribuées dans des processus enzymatiques, tels que le transport d'électrons..
Les mésosomes étaient présents dans toutes les bactéries à Gram positif mais étaient rares dans les bactéries à Gram négatif. Dans ce dernier, ils n'apparaissaient que s'ils étaient cultivés dans des conditions particulières.
La substitution des méthodes de fixation chimique pour les études de microscopie électronique par des techniques de cryofixation (fixation à basse température) a prouvé que les mésosomes étaient en fait des malformations membranaires dues à la fixation chimique..
Index des articles
Les premières mentions de structures mésosomiques remontent au début des années 50 du siècle dernier. Cependant, la structure a été baptisée plusieurs années plus tard par Fitz-James (1960). Ce chercheur a décrit les mésosomes d'espèces de Bacille chimiquement fixé.
Au cours de la décennie des années 70, de nombreux chercheurs ont commencé à montrer que l'apparence, le nombre et le type de mésosomes dépendaient de la fixation chimique des bactéries..
En 1981, Ebersold et al.ont démontré expérimentalement la nature artificielle de ces structures en étudiant des bactéries fixées chimiquement et cryogéniquement..
Des découvertes récentes indiquent que des dommages membranaires similaires, avec l'apparition conséquente de mésosomes, peuvent être observés chez les bactéries qui ont été exposées à des antibiotiques..
Les mésosomes ont été décrits comme des invaginations, sous la forme de poches cytoplasmiques contenant des amas de vésicules et de tubules. Ils ont également été décrits comme des spirales membraneuses ou comme une combinaison des deux types de structures..
Les mésosomes sont apparus dans toutes les bactéries à Gram positif et seulement dans quelques espèces à Gram négatif. Chez ces derniers, ils n'apparaissent que lorsque les bactéries se développent en présence de tétroxyde d'osmium et s'y fixent..
La teneur en lipides, protéines et glucides a été considérée comme similaire à celle de la membrane plasmique. Cependant, il y avait parfois des différences significatives dans la teneur en phospholipides, caroténoïdes, glucides et ménaquinone des deux structures. De l'ARN et des traces d'ADN ont également été trouvés dans la composition chimique des mésosomes.
Deux types de mésosomes ont été décrits en fonction de leur emplacement et de leur fonction:
Ceux qui ont participé à la formation du septum dans la division cellulaire et ont été impliqués dans la formation de spores.
Ces mésosomes se sont vus attribuer des fonctions synthétiques et sécrétoires.
De nombreuses études cytochimiques ont suggéré que les réactions redox in vivo des bactéries résidaient dans les mésosomes. Ces études comprenaient une coloration avec des colorants vitaux tels que Janus Green B et des composés de tétrazolium..
Cependant, des études biochimiques ont suggéré que des oxydases, des déshydrogénases et des cytochromes spécifiques étaient totalement absents ou à des concentrations réduites dans les préparations mésosomales..
Il a été suggéré que le mésosome attirait le noyau vers la surface cellulaire après un processus appelé extrusion..
Dans les protoplastes fraîchement préparés, des fragments de tubules mésosomaux attachés à l'extérieur à la membrane ont souvent été observés. Cette union s'est produite à l'opposé du point de la surface intérieure où le noyau est entré en contact avec la membrane..
D'après les résultats obtenus à partir de diverses études, il a été précisé qu'au début de la division, les deux noyaux étaient chacun reliés à un mésosome.
Au fur et à mesure que le volume nucléaire augmente, les mésosomes se divisent en deux puis se séparent, portant vraisemblablement des noyaux filles. Par conséquent, on pensait que les mésosomes agissaient comme un analogue primitif du fuseau mitotique dans les cellules végétales et animales..
Les résultats concernant la participation des mésosomes à la formation du septum (septum) étaient ambigus. Selon certains auteurs, l'association du mésosome avec le septum chez certaines espèces de bactéries en croissance était un fait bien établi..
Cependant, de nombreux résultats expérimentaux ont suggéré que les mésosomes n'étaient pas nécessaires pour le fonctionnement normal du mécanisme de division cellulaire..
Étant donné que le mésosome était considéré comme associé au septum en croissance, il a été suggéré qu'il pourrait également être impliqué dans la synthèse de la paroi cellulaire..
Il a également été proposé que le mésosome soit le site de synthèse membranaire en raison de l'incorporation différentielle de lipides et de précurseurs de protéines dans les vésicules mésosomales. Cependant, il n'y avait aucune preuve concluante pour étayer cette hypothèse..
Certains antibiotiques provoquent des malformations similaires à celles causées par les produits chimiques utilisés pour lier les bactéries. Pour cette raison, la présence de mésosomes était associée à la possibilité que ces structures aient une fonction sécrétoire d'enzymes pour dégrader les antibiotiques. Cependant, les preuves obtenues étaient contradictoires.
L'épisome est une unité extrachromosomique à réplication bactérienne qui peut fonctionner de manière autonome ou avec un chromosome. L'une des fonctions prétendument les mieux prouvées du mésosome était d'agir en tant que site d'attachement cellulaire des épisomes à la membrane bactérienne..
On pense que le mésosome agit comme un organe d'absorption d'ADN pendant le processus de transformation. Cependant, cette hypothèse était fondée sur des données indirectes et non sur des preuves directes..
Parmi les preuves mises en évidence par les chercheurs pour montrer que les mésosomes ne sont pas des organites mais des artefacts causés par des techniques de fixation, on peut citer:
1.- Le nombre et la taille des structures mésosomales varient selon la technique de fixation.
2.- Les mésosomes ne sont observables que dans des échantillons fixés chimiquement pour la microscopie électronique.
3.- Les mésosomes n'apparaissent pas dans les bactéries fixées cryogéniquement.
4.- Ces structures apparaissent dans les bactéries traitées avec certains types d'antibiotiques, qui causent des dommages similaires aux fixateurs chimiques.
Le terme mésosome a d'autres significations en zoologie:
Le mésosome est l'un des trois tagmata dans lesquels le corps de certains arthropodes est divisé, les deux autres sont le prosoma et le métasome.
Mésosome est un genre de crustacés décrit par Otto, 1821.
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