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Carbomisia: Definizione, spiegazioni

Definizione carbossio:

Il carbosistoma è microcomatiment in celle batteriche contenenti enzimi di fissaggio in carbonio. Questi sono corpi proteici poliedrici monostrati da 80 a 140 nanometri di diametro. Costituiscono la maggior parte del meccanismo della concentrazione di CO2.

Modello per la struttura del carbossysome:
Struttura carbonioma
La vista Di carboniosi e relativi strutture batteriche mostrano l’anidrase Rubisco e carbonica che sono disposti in un nucleo enzimatico (organizzato da varie proteine centrali) e incapsulate in un involucro proteico.

Il carbossiscio, talvolta denominato corpo poliedrico citoplasmatico, è un’inclusione citoplasmatica della forma poliedrica presente in alcuni batteri. Contiene il ribulose-1,5-bifosfato-carbossilasi-ossigenasi enzima enzimatico (rubisco), responsabile del fissaggio del biossido di carbonio durante la fotosintesi.
i carbossiomi sono un esempio di un gruppo più ampio di microcompartimenti proteici batterici (microcompartimenti batterici) con diverse funzioni, Ma strutture simili, basate su un’omologia di famiglie di proteine a membrana.
Il carbosistoma sono microcompationi batterici contenenti enzimi coinvolti nella fissazione del carbonio. Sono costituiti da conchiglie di proteine poliedriche di circa 80-140Nometri di diametro. Si ritiene che abbiano la funzione di concentrare il biossido di carbonio per superare l’inefficienza del rubisco, enzima predominante nel fissaggio del carbonio limitante ed enzima (fattore limitativo) del ciclo di calvin.
Questi microcompartimenti sono in tutti i cynobatteri e Molti batteri chemiotrophi che fissano il biossido di carbonio. Il carbosisoma dei cianobatteri sotto forma di organismo poliedrico contiene rubisco, soprattutto in batteri nitrificanti, batteri fotosintetici e batteri chemioticotrotrici. In calcestruzzo, i carbossysomas si trovano in tutti i cianobatteri e il thoobacilli (Thiobacillus).

Struttura, architettura:

Strutturalmente, il carbossysoma ha 20 sfaccettature o quasi-icosaedri, di solito circa Da 80 a 120 nanometri di diametro. Il carbossio ha una membrana esterna costituita da diverse migliaia di subunità proteiche, che incapsulano due enzimi, anidrasi carbonici e ribulosodifosfatoifosfatoifato.
Ci sono due tipi di carbossilogi: α-carbossysoma e β-carbossiomi, che differiscono dalla loro composizione nella proteina. In α-carbossysomas, c’è il tipo di rubisco I, che è distribuito in diversi livelli, e i geni responsabili della sintesi delle proteine di carbossidi di carbossicei sono organizzate in un unico operatore. Nelle β-carbossysomas, c’è il tipo di rubisco II, che non ha subunità regolamentari limitata ed è organizzata in una fitta struttura paracristratale mediante una proteina speciale, ei suoi geni formano diversi gruppi indipendenti. I cianobatteri a α-carbossysomas vivono in un ambiente in cui la quantità di anidride carbonica disciolta è illimitata (ad es. Acque oligotropiche dell’oceano), mentre i cianobatteri di β-carbossio vivono dove il biossido di carbonio disciolto nell’ambiente è limitato laghi alcalini con elevata densità di organismi fotosintetici).

Proprietà e funzioni nella cella:

Le carbossysomas fanno parte di un efficace meccanismo di concentrazione che consente ai batteri automatici assorbire efficacemente la CO2 in quasi tutte le condizioni. Bicarbonato (HCO3-) viene trasportato nella cella da trasporto attivo, quindi penetra nel carbossio. Lì, l’anidride carbonica e il cambio di pH accelerano e trasformano HCO3-CO2, che è fissato dal rubisco sotto forma di 3 fosfoglicero. Pertanto, un aumento locale nella concentrazione di anidride carbonica invece della più alta concentrazione di Rubisco è stata creata. Il numero di celle contenenti carbossii aumenta quando la quantità di carbonio inorganico (HCO3-, CO2) nel mezzo diminuisce. Oltre alle solite carbossysomas contenenti enzimi fissativi di carbonio, ci sono almeno sette specie di queste strutture che assomigliano a virus che riempiono vari. funzioni. Alcuni di loro sono stati trovati in batteri non fotosintetici, dove sono stati coinvolti in varie reazioni catalitiche associate a rilascio di carbonio, metabolismo dell’azoto e produzione di energia. Ad esempio, Escherichia Coli, Klebsiella, Clostridium, Fusobacterium, Shigella, Listeria e Yersinia utilizzano tali microcompartimenti per estrarre carbonio per generare energia decomponendo 1,2-propanediolo, etanolamina o entrambi.Va notato che la salmonella salmonella enterica, coltivata sul propanediolo, ha mostrato la presenza nel carbosistoma dell’enzima chiave di questo processo, deidrogenasi. Tutti questi batteri che non hanno attaccamento in carbonio inorganico, i microcomposti batterici trovati in questi batteri sono stati designati come enterosomi. Va inoltre notato che la formazione di batteri da parte dell’anthaérosols avviene al momento dell’infezione di animali o umani, che indica direttamente la loro associazione con la patogenicità del microrganismo.
indirettamente, il valore del carbossile per il La cella è stata confermata da studi in cui i carbossysomi dei cianobatteri sono stati contrassegnati con molecole di una proteina fluorescente verde. Si è scoperto che i carbossysomas si trovano lungo linee, il che contribuisce alla loro parità di distribuzione nella divisione cellulare.

Valore nell’evoluzione dei microrganismi:

di molti capsidi virali sono finiti anche di proteine esagonali e pentagonali. Gli studi che utilizzano il metodo micrografico elettronico criogenico hanno confermato la geometria approssimativa di ventiduenze del carbossire e visualizzazione delle molecole enzimatiche all’interno, situata in diversi strati concentrici. Inoltre, le forme non esagonali di determinate carbossiomi possono essere spiegate dalla variazione della teoria delle membrane sottili eterogenee. Poiché i carbossysomi sono strutturalmente molto simili ai virus in apparenza e struttura, e anche a causa delle relazioni di isolamento del DNA in una fase iniziale, molti scienziati sono stati tentati di associare l’origine del carbossil con batteriofagi.. Tuttavia, gli studi successivi hanno confutato queste conclusioni, perché è stata trovata che il DNA, isolato da corpi icosaedricali, era in realtà parte dei nucleoidi batterici. Gli scienziati ritengono che i carbossysomi siano apparsi durante l’evoluzione dei cianobatteri come adattamento a una concentrazione inferiore di CO2, specialmente nell’acqua, diffondere diecimila volte più lentamente dell’aria e che la sua solubilità dipende fortemente dal pH. Inoltre, Rubisco è estremamente sensibile alle elevate concentrazioni di ossigeno, che sono un concorrente diretto per il suo centro attivo, quindi la questione del suo isolamento e della sua protezione è stata particolarmente acuta. Con i carbossysomas, l’evoluzione dei vettori e delle pompe altamente specifiche per l’HCO3-ION si è verificata. I meccanismi di concentrazione come CO2 hanno permesso a cianobatteri di padroneggiare con successo un gran numero di nicchie ecologiche e diffondersi praticamente in tutti gli habitat acquatici.

Uso potenziale della Biotecnologia Carbomistina:

As è il caso con altri microcompartimenti batterici, il carbossiscio attira molta attenzione dai ricercatori per applicazioni in biologia sintetica. Il trasferimento di un modulo genetico che codifica di un alfa-carbossio ha dimostrato di produrre strutture carbossire in E. coli.
La bioingegneri di “conchiglie” di carbossiomi è stata dimostrata e beta-carbossiomi costruiti con proteine chimeriche o gusci di chimerici sono stati segnalato. Se possono essere installati nelle piante, i carbossysomi possono aumentare l’efficacia fotosintetica delle piante. A tal fine, le proteine beta-carbossimici e la forma IB Rubisco sono state espresse in tabacco, ma i carbossysomi funzionali non sono ancora stati ottenuti.

Storia della scoperta:

per La prima volta, i carbossysomas sono stati rilevati dalla microscopia elettronica nel 1956 nel cianobatteri phormidium uncinatum e, più tardi negli anni ’60, sono stati trovati oggetti corticali simili in altri cianobatteri. Nel 1961, queste strutture furono chiamate corpi poliedrici e furono scoperti negli anni successivi in alcuni batteri chemotrophi che fissano il biossido di carbonio (ad esempio, alotiobacillus, aciditiobacillus, nitrobacter e nitrococco).
A causa della somiglianza. Carbomri (carbossilasi) con Particelle di fago, gli scienziati sono stati a lungo scettici sull’idea che possono essere organistici funzionali della cellula batterica. Tuttavia, questo scetticismo scomparve rapidamente quando, nel 1973, Jessup in modo sciolto ei suoi colleghi presso l’Università di Clemson hanno isolato il carbosistoma del Thiobacillus Napoletanus, dopo di cui sono stati mostrati Rubisco e l’assenza di DNA. Gli autori hanno proposto di nominare questi organizzati di carbossio, dal momento che i nuovi organismi sono stati coinvolti nel fissare il carbonio.

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