Buněčné Stěny

Vyhledávání | Pošlete nám své připomínky,

Obecné Vlastnosti

Tato diskuse se omezí na eubakteriální buněčné stěny. Strávíme spoustu času mluvením o buněčné stěně, proč je to tak důležité?

buněčná stěna je kritickou strukturou bakteriálních buněk. Většina bakterií nemůže žít bez nich. Uvnitř bakteriální buňky je vysoká koncentrace rozpuštěné látky a velký tlak na membránu (75 lb/in2)., Mimo buňku je nízký koncentrát rozpuštěné látky. Základním fyzikálním zákonem je, že voda bude mít tendenci proudit do buňky, aby vyrovnala množství vody uvnitř i vně buňky. Nezapomeňte, že membrány zabraňují tomu, aby je většina ostatních molekul překročila, ale voda může. Bez něčeho, co by podporovalo membránu, by buňka nabobtnala a praskla. Buněčná stěna chrání bakterie před osmotickou lýzou

buněčná stěna také určuje tvar buňky. Každá buňka, která ztratila buněčnou stěnu, buď uměle nebo přirozeně, se stává amorfní, bez definovaného tvaru.,

struktura a syntéza buněčné stěny je pro procaryoty jedinečná. (Rostliny také vytvářejí buněčné stěny, ale jsou to zcela odlišné struktury.) Mnoho sloučenin nalezených v bakteriální buněčné stěně se nenachází nikde jinde v přírodě. Existuje mnoho antibakteriálních látek, které se zaměřují na buněčnou stěnu, protože savci nesyntetizují stěny, a proto jsou imunní vůči toxickým účinkům těchto látek. Dokonce syntetizujete enzym proti buněčné stěně., Lysozym je enzym nalezený v slzách a slinách, který rozkládá složku buněčných stěn a je kritickou součástí obrany savců proti bakteriální invazi.

než začneme tuto diskusi o buněčných stěnách, dovolte mi připomenout, že existují dva základní typy struktur bakteriálních buněčných stěn, které byly podrobně studovány. Gram pozitivní (g+) a Gram negativní (G -). Bakteriální buňky vypadají velmi odlišně po barvení gramovou skvrnou. G + buňky jsou fialové a G-buňky jsou červené.

Obrázek 1 – Gramovo barvení Gram + Staphylococcus buněk.,

Obrázek 2-Gram skvrna gram-E. coli buněk

základ pro tuto diferenciální reakci se týká buněčné stěny. Podívejte se na Elektronmikrografy typického gramu + a typické Gram – buňky na obrázcích níže.

obrázek 3-elektronový mikrograf stěny G + buněk.

obrázek 4 – elektronový mikrograf stěny G – buněk.

g – buňka má další vrstvu a z vnějšího pohledu buňky je vnější strana spletitá., (Na výše uvedené fotografii není opravdu zřejmé)
stěna G+ je mnohem silnější než g-a z jejího vnějšího pohledu má hladší vzhled.

gram + a – buňky sdílejí jednu společnou věc, která je jedinečná pro bakterie-peptidoglykan. Budeme mluvit o struktuře tohoto a pak se přesuneme k uspořádání buněčných stěn.

peptidoglykan je silná tuhá vrstva, která se nachází jak v G+, tak v G – buňkách. Skládá se z překrývající se mřížky 2 cukrů, které jsou zesítěny aminokyselinovými můstky. Přesné molekulární složení těchto vrstev je druhově specifické.,

tyto dva cukry jsou N-acetylglukosamin (NAG) a n-acetylmuramová kyselina (NAM). NAM se nachází pouze v buněčných stěnách bakterií a nikde jinde. Připojeno k NAM je postranní řetězec obecně ze čtyř aminokyselin. Bylo zkoumáno mnoho stěn bakteriálních buněk a nejčastěji se skládá z crossbridge…,

L-alanin
D-alanin*
D-glutamová kyselina*
diamino pimelic kyseliny (DPA)

chemické struktury peptidoglykanu

na Vědomí, že D-aminokyseliny jsou jiné než L-aminokyselinami, které se nacházejí v bílkovinách. D-aminokyseliny mají stejnou strukturu a složení jako L-aminokyseliny, kromě toho, že jsou zrcadlovými obrazy l aminokyselin (viz obrázek níže). Většina biologických systémů se vyvinula tak, aby běžně zpracovávala pouze formu L sloučenin., Bakterie však použít D-aminokyseliny v jejich buněčné stěny a mají enzymy zvané racemases převést mezi formami D a L.

Obrázek 5 – srovnání L a D aminokyselin. Všimněte si, že zatímco struktura je totožná, není možné je překrývat.

postranní řetězec NAM, NAG a aminokyselin tvoří jednu peptidoglykanovou jednotku, která se může spojit s jinými jednotkami kovalentními vazbami za vzniku opakujícího se polymeru., Polymer je dále posílena tím, křížové odkazy mezi aminokyseliny 3 (D-glutamová kyselina výše) jedné jednotky a aminokyselin 4 (DPA) další glycan tetrapeptidové . U některých mikrobů G+ je často mezi kříženci peptid složený z glycinu, serinu a threoninu. Kapitola o metabolismu má více informací o syntéze buněčné stěny.

stupeň zesítění určuje stupeň tuhosti. V buňkách G+ je peptidoglykan silně zesíťovanou tkanou strukturou, která se obaluje kolem buňky., To je velmi silná s peptidoglykanu, což představuje 50% hmotnosti buňky a 90% hmotnosti buněčné stěny. Elektronové mikrografy ukazují, že peptidoglykan má tloušťku 20-80 nm.

u G-bakterií je peptidoglykan mnohem tenčí, přičemž pouze 15-20% buněčné stěny je tvořeno peptidoglykanem a to je pouze přerušovaně zesíťováno. V obou případech lze peptidoglykan považovat za silnou, tkanou síť, která drží tvar buňky. Není to bariéra pro soluty, otvory v síti jsou velké a mohou jimi procházet všechny typy molekul.,

obrázek 6-karikatura peptidoglykanové sítě.

buněčná stěna je místem působení mnoha důležitých antibiotik a antibakteriálních látek. Penicilin inhibuje syntézu buněk stěny. Lysozym enzym nalezený v slzách a slinách-napadá peptidoglykan. Hydrolyzuje spojení NAG-NAM.

gram + buněčná stěna

silná peptidoglykanová vrstva tvoří většinu stěny G + buněk. Výsledkem je, že stěna G+ buněk je velmi citlivá na působení lysozymu a penicilinu nebo jeho derivátů., Penicilin je často antibiotikum volby pro infekce způsobené g + organismy. Příkladem je Streptococcus pyogenes, který způsobuje strep hrdlo. To je téměř vždy zacházeno s nějaký druh penicilinu

Obrázek 7 – Gram pozitivní buněčné stěny

Další struktura v G+ buněčná stěna je teichoic kyseliny. Jedná se o polymer glycerolu nebo ribitolu spojený fosfátovými skupinami. Aminokyseliny, jako je D-alanin, jsou připojeny. Kyselina teichová je kovalentně spojena s kyselinou muramovou a spojuje různé vrstvy peptidoglykanové sítě dohromady.,

Obrázek 8-struktura kyseliny teichové