Как строение мембраны помогает археям выживать в экстремальных условиях

Микробы-экстремофилы способны выживать в агрессивной среде благодаря особому химическому строению клеточных мембран, выяснили ученые из Института биоорганической химии РАН, статья которых опубликована в журнале Scientific Reports.

Живые существа делятся на три домена: эукариоты (к ним относимся и мы), бактерии и археи. Археи знамениты своей способностью выживать в экстремальных условиях, таких как горячие источники или соленые озера. В отличие от бактерий и эукариотов, у архей мембраны — оболочки, защищающие микроорганизмы от внешней среды, — исключительно прочные и практически не пропускают внутрь клеток воду и ионы. Кроме того, они остаются в состоянии жидкого кристалла, что необходимо для жизни клетки, при температурах от 0 до 100 градусов по Цельсию.

Мембраны архей отличаются от мембран представителей других доменов по составу и структуре. У бактерий и эукариот мембрану образует двойной слой липидов (класс веществ, в который входят жиры и подобные им вещества), в большинстве случаев — сложных фосфолипидов. У молекул, составляющих мембрану, есть гидрофильная часть, обращенная внутрь клетки (головка), и гидрофобная часть, обращенная наружу (хвост). У архей гидрофобная часть состоит из разветвленных изопреноидных цепей, которые соединяются между собой так, что образуют одинарный слой вместо двойного.

«Полученный результат однозначно говорит, что уникальными свойствами архейные мембраны обязаны выбору химической формулы «гидрофобного хвоста»: ветвящаяся изопреновая структура позволяет мембране быть одновременно жидкой и очень плотно упакованной, прочной. «Прямые» жирнокислотные цепи в липидах бактерий и эукариот неизбежно приводят к фазовому переходу с одной стороны и к температурной потере стабильности — с другой. Возможно, именно этот «выбор липидов» определил эволюционную судьбу архей на Земле», — говорится в пресс-релизе ИБХ РАН.

Эти свойства мембран архей могут быть использованы бионанотехнологами, например, для создания липосом (пузырьков из фосфолипидов) со свойствами, благодаря которым их можно будет использовать для целенаправленной доставки лекарств в организме, отмечается там же.

Источник - http://www.chrdk.ru/news/2014/12/31/archaea

18 февраля 2015
|
Автор: Confocal club
Яндекс.Метрика