Keresés | Küldje el észrevételeit,

A sejtfal

©2002 Timothy Paustian, University of Wisconsin-Madison

Általános Tulajdonságok

Ez a vita korlátozza magát, hogy a eubakteriális sejtfal. Fogunk tölteni egy tisztességes mennyiségű időt beszél a sejtfal, miért olyan fontos?

a sejtfal kritikus szerkezet a bakteriális sejtekben. A legtöbb baktérium nem élhet nélkülük. A baktériumsejt belsejében magas oldott anyagkoncentráció és nagy nyomás van a membránon (75 lb / in2)., A sejten kívül alacsony oldott koncentrátum van. A fizika egyik alapvető törvénye az, hogy a víz hajlamos a sejtbe áramolni, hogy kiegyenlítse a víz mennyiségét a sejten belül és kívül. Ne feledje,hogy a membránok megakadályozzák a legtöbb más molekula átkelését, de a víz képes. Anélkül, hogy valami alátámasztaná a membránt, a sejt megduzzad és szétrobban. A sejtfal védi a baktériumokat az ozmotikus lízistől

a sejtfal meghatározza a sejt alakját is. Bármely sejt, amely elvesztette sejtfalát, akár mesterségesen, akár természetesen, amorfvá válik, meghatározott alak nélkül.,

a sejtfal szerkezete és szintézise a prokariótákra jellemző. (A növények sejtfalakat is készítenek, de teljesen más szerkezetek.) A baktériumsejtfalban található sok vegyület nem található a természetben. Számos antibakteriális szer van, amelyek a sejtfalra irányulnak, mivel az emlősök nem szintetizálják a falakat, ezért immunisak ezen szerek toxikus hatásaival szemben. Még egy anti-sejt fal enzimet is szintetizál., A lizozim egy könnyekben és nyálban található enzim, amely lebontja a sejtfalak egy részét, és az emlősök bakteriális invázió elleni védekezésének kritikus része.

mielőtt elkezdenénk ezt a beszélgetést a sejtfalakról, hadd emlékeztessem önöket arra, hogy két alapvető típusú bakteriális sejtfalszerkezet létezik, amelyeket részletesen tanulmányoztak. Gram-pozitív (G+) és Gram-negatív (G -). A bakteriális sejtek nagyon különbözőek a Gram-folt festése után. A G+ sejtek lilák és a G-sejtek vörösek.

1.ábra – Gram + Staphylococcus sejtek Grammfoltja.,

2.ábra – Gram – E. coli sejtek foltja

ennek a differenciál reakciónak az alapja a sejtfalra vonatkozik. Nézze meg egy tipikus Gram + Elektronmikrográfiáját és egy tipikus Gram-sejtet az alábbi ábrákon.

3.ábra – G+ sejtfal Elektronmikrográfja.

4.ábra – G – sejtfal Elektronmikrográfja.

• a G – cella további réteggel rendelkezik,a cella külső nézetéből pedig a külső szövevény., (Nem igazán nyilvánvaló a fenti képen)

• a G + fal sokkal vastagabb, mint a G -, külső nézete pedig simább megjelenésű.

Gram + és-sejtek osztoznak egy közös dologban, ami egyedülálló a baktériumok – peptidoglikán. Beszélünk ennek szerkezetéről, majd továbblépünk a sejtfalak elrendezésére.

a peptidoglikán egy vastag, merev réteg, amely mind a G+, mind a G – sejtekben megtalálható. Ez áll egy átfedő rács 2 cukrok, amelyek térhálósított aminosav hidak. Ezeknek a rétegeknek a pontos molekuláris összetétele fajspecifikus.,

a két cukor N-acetil-glükózamin (NAG) és N-acetil-muraminsav (NAM). A NAM csak a baktériumok sejtfalában található, máshol nem. A NAM-hoz csatolt oldallánc általában négy aminosavból áll. Számos bakteriális sejtfalat vizsgáltak meg, és a kereszthíd leggyakrabban a következőkből áll…,

• az L-alanin

• D-alanin*

• D-glutaminsav*

• diamino pimelic sav (DPA)

A kémiai szerkezetét peptidoglycan

Megjegyezzük, hogy a D-aminosavak más, mint az L-aminosavak található fehérjék. A D-aminosavak szerkezete és összetétele megegyezik az L-aminosavakéval, kivéve, hogy az L aminosavak tükörképei (Lásd az alábbi ábrát). A legtöbb biológiai rendszer úgy fejlődött ki, hogy általában csak a vegyületek l formáját kezeli., A baktériumok azonban a D-aminoacidokat használják a sejtfalukban, és enzimeket, úgynevezett racemázokat használnak a D és L formák közötti átalakításhoz.

5. ábra-az L és D aminosavak összehasonlítása. Ne feledje, hogy míg a szerkezet azonos, lehetetlen egymásra helyezni őket.

a NAM, a NAG és az aminosav oldallánc egyetlen peptidoglikán egységet alkot, amely kovalens kötéseken keresztül más egységekhez kapcsolódva ismétlődő polimert képez., A polimert tovább erősíti az egyik egység 3 aminosav (a fenti d-glutaminsav) és a következő glicin-tetrapeptid 4 aminosav (dPa) közötti keresztkapcsolat . Egyes g + mikrobákban gyakran van egy peptid, amely glicinből, szerinből és treoninból áll a kereszteződések között. Az anyagcseréről szóló fejezet több információt tartalmaz a sejtfal szintéziséről.

a keresztkötés mértéke határozza meg a merevség mértékét. A G + sejtekben a peptidoglikán egy erősen keresztkötött szövött szerkezet, amely a sejt körül forog., Nagyon vastag a peptidoglikán, amely a sejt tömegének 50% – át, a sejtfal tömegének 90% – át teszi ki. Az elektron mikrográfok azt mutatják,hogy a peptidoglikán 20-80 nm vastag.

a G – baktériumokban a peptidoglikán sokkal vékonyabb, mivel a sejtfalnak csak 15-20%-a peptidoglikánból áll, és ez csak szakaszosan kapcsolódik egymáshoz. Mindkét esetben a peptidoglikán lehet gondolni, mint egy erős, szőtt háló a tartja a sejt alakját. Ez nem akadályozza a forrasztásokat, a hálóban lévő nyílások nagyok, minden típusú molekula áthaladhat rajtuk.,

6.ábra – a peptidoglikán háló rajzfilmje.

a sejtfal számos fontos antibiotikum és antibakteriális szer hatásának helye. A Penicillin gátolja a sejtek falszintézisét. Lizozim egy enzim található könnyek és nyál-támadások peptidoglikán. Ez hidrolizálja a NAG-NAM kapcsolatot.

a Gram + sejtfal

egy vastag peptidoglikán réteg alkotja a G+ sejtfal nagy részét. Ennek eredményeképpen a G + sejtfal nagyon érzékeny a lizozim, a penicillin vagy annak származékai hatására., A Penicillin gyakran a G+ organizmusok által okozott fertőzések által választott antibiotikum. Példa erre a Streptococcus pyogenes, amely strep torkot okoz. Ezt szinte mindig valamilyen penicillinnel kezelik

7.ábra – a Gram pozitív sejtfal

egy másik szerkezet a G+ sejtfalban teichoic sav. Ez egy glicerin vagy ribitol polimer, amelyet foszfátcsoportok kötnek össze. Aminosavak, például D-alanin kapcsolódnak. A teichoic sav kovalensen kapcsolódik a muraminsavhoz, és összekapcsolja a peptidoglikán háló különböző rétegeit.,

8. ábra-a teichoic sav szerkezete

/