Умелое поведение в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды – залог выживания всех существующих организмов. Вот только если в жару мы идем к холодильнику, птицы отправляются купаться, а жучки прячутся, то бедным бактериям, не способным активно покрывать такие расстояния, приходится выкручиваться самостоятельно.
Добавьте добрый миллиард лет форы, выданной эволюцией прокариотам, и вы получите организмы, не только идеально приспособленные для существования в экстремальных условиях, но и мгновенно реагирующие на сильные потрясения.
Отчасти это происходит благодаря существующему у них «командному центру стресса» – стрессосоме.
Её структуру Марин ван Хел из Имперского колледжа Лондона и коллеги детализировали с помощью криоэлектронного микроскопа.
О существовании у бактерий стрессосом ученые знали: протеобактерии, актинобактерии, цианобактерии и бактероиды обладают этой органеллой и используют её при защите в критических ситуациях. Но, как ей удается играть роль координационного центра, до сих пор оставалось неизвестным.
Вне зависимости от раздражающего фактора, будь то этанол, насыщенный раствор обычной соли или губительного даже в малых концентрациях азида натрия, Bacillus subtilis активирует сигнальный сигма-фактор стресса. И уже он дирижирует «комплексным» ответом. Если для эукариот объединение нескольких сигналов в один не в диковинку, то открытие такого механизма у бактерий, даже не обладающих отдельно выраженным ядром и мембранными органеллами, весьма удивило ученых.
внесистемная единица массы, применяемая для масс молекул, атомов, атомных ядер и элементарных частиц. Атомная единица массы выражается через массу нуклида углерода 12C. 1 а. е. м. равна одной двенадцатой части от массы нуклида углерода 12C этого нуклида в ядерном и атомном природном состоянии. Установленное в 1997 году во 2-ом издании справочника терминов ИЮПАК численное значение 1 а.е.м. ≈ 1,6605402x10 -27 кг.
С другой стороны, 1 а.е.м. – это величина, обратная числу Авогадро. Такой выбор атомной единицы массы удобен тем, что молярная масса данного элемента, выраженная в граммах на моль, в точности совпадает с массой атома этого элемента, выраженной в а.е.м.
Понятие атомной массы ввёл Джон Дальтон в 1803 году, единицей измерения атомной массы сначала служила масса атома водорода (так называемая водородная шкала). В 1818 Берцелиус опубликовал таблицу атомных масс, отнесённых к атомной массе кислорода, принятой равной 103. Система атомных масс Берцелиуса господствовала до 1860-х годов, когда химики опять приняли водородную шкалу. Но в 1906 они перешли на кислородную шкалу, по которой за единицу атомной массы принимали 1/16 часть атомной массы кислорода. После открытия изотопов кислорода атомные массы стали указывать по двум шкалам: химической, в основе которой лежала 1/16 часть средней массы атома природного кислорода, и физической с единицей массы, равной 1/16 массы атома нуклида 16O. Использование двух шкал имело ряд недостатков, вследствие чего с 1961 перешли к единой, углеродной шкале.
Идею возможного вирусного происхождения «стрессового мозга» бактерии ученые развивать не стали, хотя рецепторные выступы-антенны только усугубляют сходство.
Как предположили ван Хел и коллеги, рецепторные части отвечают за восприятие сигналов о разных видах стресса, реагирует же центральное «ядро». Максимальная активность достигается через 20 минут после поступления сигнала и заключается в синтезе более чем сотни белков, помогающих защитить клетку от перегрева, разрыва или банального высушивания.
регион неправильной формы внутри клетки прокариот, в котором находится генетический материал. ДНК нуклеоида имеет замкнутую кольцевую форму. Такой метод хранения наследственной информации может быть противопоставлен методу эукариот, у которых ДНК упакован в хромосомы и изолирован имеющей мембрану органеллой – ядром.
Несмотря на то, что он не имеет постоянной формы, он ясно виден на фоне цитоплазмы на электронно-микроскопических изображениях. При специальном окрашивании нуклеоид также можно различить под световым микроскопом.
Нуклеоид состоит в основном из ДНК, примерно 60 %, с небольшими добавками РНК и белков. Последние два компонента представляют собой в основном матричную РНК и белки активаторы, которые регулируют работу бактериального генома. Белки помогают поддерживать нуклеоиду кольцевую форму и несут функцию схожую с гистонами, которые встречаются в эукариотических клетках.
Вкупе с более быстрым по сравнению с эукариотами процессом синтеза белков такое расположение обеспечивает скорейшую реакцию на самые неприятные события.
Структура же, по мнению авторов публикации в Science, как нельзя кстати подходит для «подстройки» ответного сигнала в зависимости от силы химического или физического раздражителя.
Насколько это соответствует реальности, ван Хел сможет определить в ближайшем будущем. Она получила доступ к самому современному криоэлектронному микроскопу, так что следующий анализ будет проводиться уже на уровне отдельных аминокислот и будет сравним по точности с рентгеновской кристаллографией.
