Søk | Send oss dine kommentarer

celleveggen

©2002 Timothy Paustian, University of Wisconsin-Madison

Generelle Egenskaper

Denne diskusjonen vil begrense seg til eubacterial cellevegg. Vi kommer til å tilbringe en god del tid på å snakke om celleveggen, hvorfor er det så viktig?

celleveggen er en viktig struktur i bakteriell celler. De fleste bakterier kan ikke leve uten dem. Innsiden av bakterielle celle-det er en høy oppløst stoff konsentrasjon og et stort press på membranen (75 lb/in2)., Utenfor cellen det er en lav oppløst stoff konsentrere seg. En grunnleggende lov i fysikk er at vannet har en tendens til å flyte inn i en celle for å la mengden av vann på innsiden og utsiden av cellen. Husk at membraner forhindre de fleste andre molekyler fra å krysse dem, men vann kan. Uten noe å støtte membranen cellen ville hovne og sprekke. En cellevegg beskytter bakterier fra osmotisk lyse

celleveggen også bestemmer formen på cellen. En hvilken som helst celle som har mistet sin celle veggen, enten kunstig eller naturlig, blir amorphic, uten en definert form.,

Cell veggen struktur og syntese er unik for procaryotes. (Planter også gjøre celle vegger, men de er helt forskjellige strukturer.) Mange forbindelser som finnes i den bakterielle celleveggen er funnet noe annet sted i naturen. Det er mange antibakterielle midler som er rettet mot celleveggen fordi pattedyr ikke syntetisere vegger og derfor er immune mot den giftige virkninger av disse stoffene. Du selv lage en anti-cellevegg enzym., Lysozyme er et enzym som finnes i tårer og spytt, som bryter ned en komponent av cellevegger og det er en kritisk del av den nukleære forsvar mot bakteriell invasjon.

Før vi begynner denne diskusjonen av cellevegger la meg minne deg på at det er to grunnleggende typer av bakterielle cellevegg strukturer som har blitt studert i detalj. Gram-positive (G+) og Gram-negativ (- G -). Bakteriell cellene ser veldig forskjellige følgende farging med gramfarging. G+ celler er Lilla og G – celler er røde.

Figur 1 – En gramfarging av Gram + Staphylococcus celler.,

Figur 2 – gramfarging av Gram – E. coli-celler

grunnlaget for denne differensial reaksjon er knyttet til celleveggen. Se på Electronmicrographs av en typisk Gram + og en typisk Gram – celle i figurene nedenfor.

Figur 3 – Elektron micrograph av en G+ cellevegg.

Figur 4 – Elektron micrograph av en G – cellevegg.

• G – celle har et ekstra lag og fra den eksterne visningen av cellen utsiden er tvetydig., (Ikke veldig tydelig i det ovennevnte bilde)

• G+ veggen er mye tykkere deretter på G – og fra den eksterne visningen har en jevnere utseende.

G + og – cellene må dele én ting til felles som er unik for bakterier – peptidoglycan. Vi vil snakke om strukturen av denne og deretter gå videre til arrangement av cellevegger.

peptidoglycan er en tykk stiv lag som er funnet i både G+ og G – celler. Det består av en overlappende gitter av 2 sukkerarter som er krysskoblet av aminosyren broer. Det nøyaktige molekylære makeup av disse lagene er arter bestemt.,

De to sukker er N-acetyl glucosamine (NAG) og N-acetyl muramic syre (NAM). NAM er bare finnes i celleveggene til bakterier og ingen andre steder. Festet til NAM er en side kjede vanligvis av fire aminosyrer. Mange bakterier cellevegger har vært sett på og crossbridge er som oftest består av…,

• L-alanin

• D-alanin*

• L-glutamin syre*

• diamino pimelic syre (DPA)

Den kjemiske strukturen av peptidoglycan

Merk at D-aminosyrer er annerledes enn L-aminosyrer som finnes i proteiner. D-aminosyrer har identisk struktur og sammensetning som L-aminosyrer bortsett fra at de er speilbilder av L-aminosyrer (Se figur nedenfor). De fleste biologiske systemer har utviklet seg til vanlige håndtere bare L-form av forbindelser., Bakterier imidlertid bruke D-aminoacids i sine cellevegger og har enzymer som kalles racemases å konvertere mellom D-og L-skjemaer.

Figur 5 – En sammenligning av L-og D-aminosyrer. Merk at mens strukturen er identisk, det er umulig å legge dem.

NAM, MASE og aminosyre siden kjeden danner en enkelt peptidoglycan enhet som kan kobles sammen med andre enheter via covalent obligasjoner for å danne et gjentakende polymer., Polymer er ytterligere styrket ved korset koblinger mellom amino acid 3 (L-glutamin syre ovenfor) på en enhet og amino acid 4 (DPA) av de neste glycan tetrapeptid . I noen G+ mikrober det er ofte et peptid som består av glysin, serin og threonine i mellom crossbridges. Kapitlet om stoffskifte har mer informasjon om celle-vegg-syntese.

graden av cross-linking bestemmer graden av stivhet. I G+ celler i peptidoglycan er et tungt kors-knyttet vevd struktur som omslutter cellen., Det er veldig tykt med peptidoglycan regnskap for 50% av vekten av cellen og 90% av vekten av celleveggen. Electron mikrografer vise peptidoglycan å være 20-80 nm tykk.

I G – bakterier av peptidoglycan er mye tynnere med bare 15-20% av cellen vegg som er laget av peptidoglycan og dette er bare midlertidig kors-knyttet sammen. I begge tilfeller peptidoglycan kan være tenkt som en sterk, vevd mesh holder cellen form. Det er ikke en barriere for å solutes, åpningene i mesh er store og alle typer molekyler kan passere gjennom dem.,

Figur 6 – En tegneserie av peptidoglycan mesh.

celleveggen er stedet for handling av mange viktige antibiotika og antibakterielle midler. Penicillin hemmer celler veggen syntese. Lysozyme et enzym som finnes i tårer og spytt-angrep peptidoglycan. Det hydrolyzes NAG – NAM sammenhengen.

Gram + cellevegg

En tykk peptidoglycan lag utgjør det meste av G+ cellevegg. Som et resultat, G+ celleveggen er svært følsom for virkningen av lysozyme og penicillin eller derivater., Penicillin er ofte antibiotika av valget for infeksjoner forårsaket av G+ organismer. Et eksempel på dette er Streptococcus pyogenes som fører til strep hals. Dette er nesten alltid behandlet med en viss type penicillin

Figur 7 – Gram positive cellevegg

en Annen struktur i G+ celleveggen er teichoic syre. Det er en polymer av glyserol eller ribitol selskap av fosfatgrupper. Aminosyrer, som for eksempel D-alanin er vedlagt. Teichoic syre er kovalent bundet til muramic syre og lenker ulike lag av peptidoglycan mesh sammen.,

Figur 8 – strukturen i teichoic syre

|