Организация гетероцист у цианобактерий

Гетероцисты — это специализированные клетки, образующиеся путём дифференцировки вегетативных клеток. Один из наиболее заметных признаков гетероцист (даже при наблюдении в световом микроскопе) — их сильно утолщённые клеточные стенки. Это биологическое явление подвергается регуляции экспрессии генов путем запрограммированных геномных перестроек. Многие виды цианобактерий способны осуществлять азотфиксацию. Этот глобальный биологический процесс является основным природным способом образования связанных форм азота из атмосферного азота. Ключевую роль в процессе азотфиксации играет ферментный комплекс, называемый нитрогеназой. Помимо других особенностей её регуляции нитрогеназа отличается чувствительностью к кислороду, то есть для процесса азотфиксации необходима защита от него. У цианобактерий ситуация осложняется тем, что они обладают оксигенным типом фотосинтеза, сопровождающимся образованием кислорода - яда для нитрогеназы. Различные цианобактерии выходят из положения разными способами. Благодаря гетероцистам от наружного кислорода они защищены особой двухслойной оболочкой. Внутри гетероцист кислород не выделяется, так как фотосинтез в них не идёт, его осуществляют вегетативные клетки. Благодаря толстостенной оболочке гетероцисты морфологически отличаются от вегетативных клеток. Кроме того, уже на ранних этапах дифференцировки гетероцист в них исчезают фотосинтетические пигменты - фикобилины, придающие сине-зелёный цвет вегетативным клеткам. Таким образом, эти два типа клеток различаются и морфологически, и биохимически. Гетероцисту также можно рассматривать как конечно дифференцированную клетку: она выполняет специальную функцию и неспособна к репликации ДНК и клеточному делению.