Vacuolele si aparatul fotosintetic bacterian: caracteristici generale si semnificatie biologica
Aparatul fotosintetic este o structura accesorie, prezenta numai la bacteriile fotosintetizante si este reprezentata de complexul de structuri membranare si particulate, care participa la procesul de conversie a energiei luminoase, in energie chimica. Spre deosebire de celulele eucariote, la care aparatul fotosintetic este localizat in structuri specializate, delimitate de membrana (cloroplastul), la bacterii aparatul fotosinteti 949e49j c este localizat la nivelul unor diverticuli ai membranei plasmatice, de forma tubulara, veziculara sau lamelara care, in general pastreaza legatura fizica cu membrana plasmatica de origine. De aceea, membrana plasmatica este considerata ca sediu al sinergonului fotosintetic.
La bacteriile verzi (Chlorobiaceae) aparatul fotosintetic este format din vezicule care nu au legatura structurala cu membrana plasmatica. Fiecare vezicula este delimitata de o membrana monostrat. Continutul vezicular este omogen. Formarea veziculelor are semnificatia unei modalitati de compartimentare celulara a functiei fotosintetice intr-un organit specializat al celulei procariote (veziculele de Chlorobium).
La bacteriile purpurii(rosii)(Chromatiaceae si Rhodospirillaceae), diverticulii membranari de forma veziculara sau lamelara, sedii ale pigmentului fotosintetic, pastreaza legatura cu membrana.
La cianobacterii, aparatul fotosintetic este constituit dintr-un sistem de saci membranari, structural independenti de membrana plasmatica, aplatizati, denumiti corpi tilacoizi (tilacos, grec = punga). Aici se gasesc pigmentii fotosintetizanti si sistemul transportor de electroni.
A II-a structura majora cu rol in captarea luminii sunt ficobilisomii, asezati in siruri ordonate pe suprafata sacilor tilacoizi.
Majoritatea protozoarelor din apele dulci, posedavacuole contractile. Ele actioneazaca niste pompe pentru indepartarea excesului de apacare patrunde in celula, avand astfel rol in reglarea osmolaritatii. Intr-o celula, vacuola contractilapoate fi unicasau sunt multiple. Vacuola primeste apa, fie direct din citoplasma, ori, la Paramecium, este inconjuratade mai multe canale radiare, cu rolul de a colecta apa din celula.
Ciliatele de apa dulce sau sarata, au totdeauna vacuole contractile, deoarece, chiar in mediul salin, invelisul celular este permeabil pentru apasi impermeabil pentru saruri. Frecventa pulsatiilor vacuolei, denumite sistole, depinde de cantitatea de apacare intrain celula. Speciile dulcicole, dupatransferul in apasalina, isi diminuarata pulsatiilor. Speciile mari au o frecventamai micaa pulsatiilor.
Sistemul vacuolei contractile este o membranaseparatoare intre continutul diluat (solutie hipotonica) si mediul celular cu presiune osmotica superioara.
Vacuola se deschide la nivelul unei zone specializate - un por - la suprafata celulei. La amoeba, porul este o structuratemporara, ce se formeazala inceputul fiecarei pulsatii, iar la parameci porul este o deschidere permanenta.
Vacuolele cu gaz sunt structuri refringente cu aspect ovalar, ce se gasesc la bacteriile fotosintetzante imobile din mediile aquatice. Se identifica usor, deoarece dispar dupa exercitarea unei presiuni asupra recipientului in care se afla suspensia celulara.
La nivel ultrastructural s-a evidentiat ca vacuolele cu gaz sunt structuri compuse, adica sunt compartimentate (fig.32). Atat membrana periferica a vacuolei cat si cele de compartimentare au o structura monostratificata ("non unit membrane") si contin numai proteine hidrofobe. Lipsesc lipidele si glucidele.
Vacuola cu gaz are un aspect striat (cu nervuri) si este formata din cel putin doua tipuri de proteine: a)proteina majora (A), foarte hidrofoba si rigida. Rigiditatea este esentiala pentru ca structura veziculei sa reziste la presiunea care se exercita asupra ei. Moleculele proteinei majore sunt aliniate ca benzi paralele si formeaza o structura impermeabila pentru apa; b)proteina minora (C), cu rolul de a consolida structura veziculei gazoase. Benzile proteinei A sunt consolidate de proteina C, care le leaga transversal.
Vacuola cu gaz este liber-permeabila pentru gaze si nu se deformeaza sub presiunea lor. Spatiul plin cu gaz rezulta din modul in care se asambleaza moleculele proteice.
Compartimentele vacuolei se umplu rapid cu gaze, provenite din mediul extern, prin difuzie libera. Membrana unistratificata este impermeabila pentru lichide. Daca presiunea ce se exercita pe suprafata vacuolei depaseste presiunea atmosferica (egala cu a gazului din interior), vacuola se sparge si elibereaza continutul.
|
