Гетероцисти

Відео: Азотобактер

Гетероцисти (Однина - «гетероцистах») - клітини, які спеціалізуються на фіксації азоту, які формуються деякими нитчастих ціанобактеріями, наприклад Nostoc punctiforme, Cylindrospermum stagnale і Anabaena sperica Протягом азотного голодування. Вони фіксують азот з газородібноі форми (N 2) в повітрі, використовуючи фермент ніторгеназу, для того, щоб забезпечити клітини в нитки азотом для біосинтезу. Нитрогеназа інактивується киснем, тому гетероцистах повинна створити анаеробне оточення. Структура Гетероцисти унікальна, а її фізіологія вимагає глобальної зміни експресії генів. Наприклад, Гетероцисти:
Ціанобактерії зазвичай отримують фіксований вуглець (вуглеводи) за допомогою фотосинтезу. Відсутність фотосистеми II типу запобігає гетероцистах синтезувати вуглеводи, тому вегетативні клітини повинні забезпечувати їх поживні речовини, частіше у формі сахароза. Фіксовані вуглець і азот обмінюються через канали (мікроплазмодесми) між оклітінами в нитки. Гетероцисти підтримують фотосистему I типу, яка дозволяє їм виробляти АТФ за допомогою циклічної фосфориляції.


Одна гетероцистах розвивається приблизно на кожні 9-15 клітин уздовж нитки. Інтервал між гетероцистах залишається приблизно постійним коли клітини в нитки діляться. Бактеріальна нитка може розгладатіся як багатоклітинний організм з двома, чітко розділеними типами клітин. Така поведінка незвичайна у прокаріотів і, можливо, буля першим прикладом багатоклітинного оргенізма протягом еволюції. Як тільки гетероцистах сформувана, вона більше не може повернутися до стану вегетативної клітини, тому така диференціація може бачитися як форма апоптозу. Певні гетероцистах-формуючі бактерії можуть диференціюватися в споро-подібні клітини, званий акінетами (зазвичай розташовані навколо Гетероцисти), або рухомі клітини, званий гормогоніями, що робить ці організми фенотипічно найбільш різноманітними серед усіх прокаріотів.


Вважається, що механізм управління гетероцистах привертає дифузію ігнібітора диференциация, білка PatS. Освіта гетероцистах не відбувається при наявності фіксованого джерела азоту, наприклад амонію або нітрату. Підтримка гетероцистах залежить від ферменту HetN. Бактерії також модуть надходити в симбіотичних відносин з певними рослинами. У таких взаєминах бактерії відповідають не на відсутність азоту, але на сигнали, створені рослинами. До 60% клітин таких симбіонтів можуть стати гетероцистах, забезпечуючи рослину фіксованим азотом у відповідь на фіксований вуглець.
Ціанобактерії, які формують Гетероцисти, належать до рядів Nostocales і Stigonematales, які формують прості і розгалужені нитки відповідно. Здається, що разом вони формують монофілетична групу з дуже низькою мінливістю генів.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!