on tärkeää huomata, että kaikki bakteerit on soluseinän. On kuitenkin tärkeää huomata, että useimmilla bakteereilla (noin 90%) on soluseinä ja niillä on tyypillisesti yksi kahdesta tyypistä: gram-positiivinen soluseinä tai gram-negatiivinen soluseinä.

kaksi eri soluseinän tyypit voidaan tunnistaa laboratoriossa, jonka ero tahra, joka tunnetaan nimellä Gram-värjäys. Kehitetty vuonna 1884, se on ollut käytössä siitä lähtien., Alun perin ei ollut tiedossa, miksi Gram-tahra mahdollisti näin luotettavan bakteerin erottamisen kahteen ryhmään. Kun elektroni mikroskoopilla keksittiin 1940-luvulla, todettiin, että värjäys ero korreloi eroja solun seinät. Tässä on sivusto, joka näyttää todelliset vaiheet Gram tahra. Tämän jälkeen tahra tekniikka levitetään gram positiivinen bakteerit tahraa Violetti, kun taas gram negatiivinen bakteerit värjää vaaleanpunainen.,

Yleiskuvaus Bakteerien soluseinän

cell wall, ei vain bakteerit, mutta kaikki organismit, löytyy ulkopuolelta solukalvon. Se on lisäkerros, joka tyypillisesti antaa jonkin verran lujuutta, että solukalvo puuttuu, koska sillä on puolijäykkärakenne.

sekä grampositiiviset että Gramnegatiiviset soluseinät sisältävät peptidoglykaanin (tunnetaan myös nimellä murein) ainesosan. Tätä ainetta ei ole löydetty muualta kuin bakteerien soluseinistä., Mutta molemmat bakteerien soluseinän tyypit sisällä muita ainesosia kuin hyvin, joten bakteerien soluseinän monimutkainen rakenne yleistä, etenkin verrattuna solun seinät eukaryoottisten mikrobien. Solun seinät eukaryoottisten mikrobien ovat tyypillisesti koostuvat yhdestä ainoasta ainesosasta, kuten selluloosa löytyy levien soluseinä tai kitiini sieni solun seinät.

bakteerien soluseinän suorittaa useita toimintoja, lisäksi tarjoaa yleinen vahvuus soluun., Se myös auttaa säilyttämään solun muoto, joka on tärkeää, miten solu kasvaa, lisääntyä, saada ravinteita, ja liikkua. Se suojaa solun osmoottisen lyysin, kuten solu siirtyy yhdestä ympäristöstä toiseen tai kuljettaa ravinteita ympäristöstään. Koska vesi voi vapaasti liikkua sekä solukalvon ja solun seinä -, solu on riski on osmoottinen epätasapaino, joka voisi painostaa suhteellisen heikko plasma-kalvo. Tutkimukset ovat itse asiassa osoittaneet, että solun sisäinen paine on samanlainen kuin paine, joka löytyy täysin täytetyn auton renkaan sisältä., Se on paljon painetta, että plasmakalvo kestää! Soluseinä voi pitää pois tietyt molekyylit, kuten toksiinit, erityisesti gramnegatiivisille bakteereille. Ja lopuksi, bakteerin soluseinän voi edistää patogeenisuus tai tautia aiheuttavia kyky solujen tiettyjen bakteeri-taudinaiheuttajia.

Rakenne Peptidoglykaanin

aloitetaan peptidoglykaanin, koska se on ainesosa, joka sekä bakteeri-solun seinät on yhteistä.,

Peptidoglykaanin on polysakkaridi, joka koostuu kahdesta glukoosi johdannaiset, N-acetylglucosamine (NAG) ja N-asetyylimuramiinihapon (NAM), vuorottelevat pitkät ketjut. Ketjut ovat cross-linked keskenään by tetrapeptide, joka ulottuu pois NAM sokeri yksikkö, jolloin ristikkomainen rakenne muodossa. Neljä aminohappoja, jotka muodostavat tetrapeptide ovat: L-alaniini, D-glutamiini, L-lysiini tai meso-diaminopimelic happo (DPA), ja D-alaniini., Tyypillisesti vain L-isomeerista muotoa aminohappoja käytetään soluja, mutta käyttää peili kuva D-aminohappoja tarjoaa suojaa proteaaseja, jotka saattavat vaarantaa eheyden solun seinämän hyökkäämällä peptidoglykaanin. Se tetrapeptides voidaan suoraan rajat liittyvät toisiinsa, D-alaniini on yksi tetrapeptide sitovia L-lysiini/ DPA toinen tetrapeptide. Monet gram-positiivisia bakteereja on cross-bridge viisi aminohappoja, kuten glysiini (peptidi interbridge), joka palvelee yhdistää yksi tetrapeptide toiseen., Kummassakin tapauksessa, cross-linking palvelee lisätä vahvuus koko rakenteen enemmän voimaa johdettu täydellinen cross-linking, jossa jokainen tetrapeptide on sidottu jollain tavalla tetrapeptide toinen NAG-NAM ketju.

Vaikka paljon on vielä tuntematon noin peptidoglykaanin, tutkimukseen viimeisen kymmenen vuoden aikana viittaa siihen, että peptidoglykaanin on syntetisoitu kuin sylinteri, jossa on kietoutunut alusrakenne, jossa jokainen kela on silloitettu kelan vieressä, luodaan entistä vahvempi rakenne yleistä.,

Gram-Positiivisten Solujen seinät

solun seinät gram-positiiviset bakteerit ovat koostuu pääasiassa peptidoglykaanin. Itse asiassa, peptidoglykaanin voi muodostaa jopa 90% solun seinä -, kerros kerrokselta muodostaen noin solukalvon. NAM-tetrapeptidit ovat tyypillisesti ristisidonnaisia peptidi-interbridgen kanssa ja täydellinen ristisidonta on yleistä. Kaikki tämä yhdistyy yhdessä luoda uskomattoman vahva soluseinä.,

lisää komponentti a gram-positiivisten solujen seinä on teichoic happoa, glycopolymer, joka on upotettu peptidoglykaanin kerroksia. Teichoic happo uskotaan pelata useita tärkeitä rooleja solun, kuten sukupolven negatiivinen vastuussa solun, joka on välttämätön kehittämiseen proton motive force. Teichoic happo edistää yleistä jäykkyyttä solun seinän, joka on tärkeä huolto-solun muoto, erityisesti sauva-muotoinen organismeja., On myös näyttöä siitä, että teichoic happoja osallistua solunjakautumisen, vuorovaikutuksessa peptidoglykaanin biosynteesin koneet. Lopuksi, teichoic happoja näkyvät rooli vastustuskykyä epäsuotuisissa olosuhteissa, kuten korkea lämpötila ja korkea suola-pitoisuudet, samoin kuin β-laktaami-antibioottien. Teichoic hapot voivat olla joko kovalenttisesti linkitetty peptidoglykaanin (seinä teichoic happoja tai WTA) tai kytketty solukalvon kautta rasva-ankkuri, jolloin sitä kutsutaan lipoteichoic happoa.,

Koska peptidoglykaanin on suhteellisen huokoinen, useimmat aineet voivat kulkea gram-positiivisiin soluseinän kanssa vähän vaikeuksia. Mutta jotkut ravintoaineet ovat liian suuria, mikä vaatii solua luottamaan eksoentsyymien käyttöön. Nämä solunulkoisia entsyymejä ovat solun sisällä on solulimaa ja sitten erittyy viime solukalvon läpi solun seinän, jossa he toimivat ulkopuolella solu hajottaa suuria makromolekyylejä pienempiin osiin.,

Gram-negatiivisten soluseinien

gram-negatiivisten bakteerien soluseinät ovat monimutkaisempia kuin gram-positiivisten bakteerien soluseinät, joissa on kaiken kaikkiaan enemmän ainesosia. Ne sisältävät myös peptidoglykaania, joskin vain pari kerrosta, eli 5-10% koko soluseinästä. Mikä on merkittävin noin gram-negatiivisiin soluseinän on läsnä solukalvon ulkopuolella peptidoglykaanin kerrosta, joka tunnetaan ulompi kalvo. Tämä muodostaa suurimman osan gram – negatiivisesta soluseinästä., Ulompi kalvo koostuu rasva-bilayer, hyvin samanlainen koostumukseltaan solukalvon polar päät, rasvahappojen hännät, ja kiinteä proteiineja. Se eroaa solukalvon läsnäolo suuria molekyylejä tunnetaan lipopolysakkaridin (LPS), joka on ankkuroitu osaksi ulompi kalvo ja projektin solun ympäristöön. LPS koostuu kolmesta eri osasta: 1) O-antigeeni-tai O-polysakkaridi, joka on syrjäisimpien osa rakennetta , 2) ydin polysakkaridi, ja 3) rasva, joka nivotaan osaksi LPS ulompi kalvo., LPS on tunnettu palvelemaan monia eri toimintoja, solujen, kuten osallistuvat net negatiivinen varaus solu, auttaa vakauttamaan ulompi kalvo, ja joka tarjoaa suojan tiettyjä kemiallisia aineita, fyysisesti estää pääsyn muita solun osia seinään. Lisäksi LPS vaikuttaa isäntävasteeseen patogeenisille gramnegatiivisille bakteereille. O-antigeeni laukaisee immuunivasteen, tartunnan isäntä, aiheuttaen sukupolven vasta-aineita erityisiä, että osa LPS (ajattele E. coli O157)., Rasva On toimii toksiini, nimenomaan endotoksiinia, joka aiheuttaa yleistä sairauden oireita, kuten kuumetta ja ripulia. Suuri määrä rasva-A vapautuu verenkiertoon voi laukaista endotoxic sokki, kehon laajuinen tulehdusreaktio, joka voi olla hengenvaarallinen.

ulompi kalvo tekee esteenä solun. Vaikka on olemassa tiettyjä molekyylejä, se haluaisi pitää pois, kuten antibiootteja ja myrkyllisiä kemikaaleja, on ravinteita, jotka se haluaa päästää ja ylimääräinen rasva kaksoiskerroksen valtava este., Entsyymit hajottavat suuria molekyylejä, jotta ne pääsisivät LPS: n ohi. Gramnegatiiviset bakteerit käyttävät eksoentsyymien (kuten grampositiivisten bakteerien) sijaan periplasmaan varastoituneita periplasmientsyymejä. Missä on periplasma? Se on tila, joka sijaitsee ulomman pinnan solukalvon ja sisäpinnan ulompi kalvo, ja se sisältää gram-negatiiviset peptidoglykaanin., Kun periplasmic entsyymejä on rikki ravinteita alas pienempiä molekyylejä, jotka voivat päästä ohi LPS, he silti tarvitse kuljettaa koko ulompi kalvo, erityisesti rasva bilayer. Gramnegatiiviset solut käyttävät poriineja, jotka ovat kolmen alayksikön trimeeristä koostuvia transmembraaniproteiineja, jotka muodostavat huokosia kalvon poikki. Jotkut porins ovat epäspesifisiä ja liikenteen tahansa molekyyli, joka sopii, vaikka jotkut porins ovat erityisiä ja vain liikenne-aineita, jotka he tunnistavat käyttämällä sitova sivusto., Kun koko ulompi kalvo ja periplasm, molekyylejä, työ tiensä läpi huokoisen peptidoglykaanin kerrosta ennen kuin se kuljetetaan olennainen proteiinit solukalvon läpi.

peptidoglykaanikerrokset liittyvät ulompaan kalvoon käyttämällä lipoproteiinia, joka tunnetaan nimellä Braunin lipoproteiini (good ol ” Dr. Braun). Toisessa päässä lipoproteiini sitoutuu kovalenttisesti peptidoglykaaniin, kun taas toinen pää on upotettu ulompaan kalvoon polaaripäänsä kautta. Tämä kahden kerroksen välinen yhteys lisää rakenteellista eheyttä ja lujuutta.,

Epätavallinen ja Seinä-vähemmän Bakteereja

Ottaa korosti tärkeä solun seinän ja ainesosa peptidoglykaanin sekä gram-positiivisiin ja gram-negatiiviset bakteerit, se ei tuntua tärkeää huomauttaa, muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta hyvin. Bakteerit kuuluvat pääjakso Chlamydiae näkyvät puuttuu peptidoglykaanin, vaikka niiden solun seinät ovat gram-negatiiviset rakenne kaikissa muissa osalta (eli ulompi kalvo, LPS, porin, jne.). On arveltu, että he saattavat käyttää proteiinikerrosta, joka toimii pitkälti samalla tavalla kuin peptidoglykaani., Tämä on etu solun tarjoamalla resistenssi β-laktaami-antibioottien (kuten penisilliini), joka hyökkää peptidoglykaanin.

Bakteerit kuuluvat pääjakso Tenericutes ole soluseinän kokonaan, mikä tekee niistä erittäin herkkiä osmoottisen muutoksia. He usein vahvistaa niiden solukalvon hieman lisäämällä sterolit, aine, liittyy yleensä eukaryoottisesta solujen kalvoja. Monet tämän pääjakson jäsenet ovat taudinaiheuttajia, jotka päättävät piiloutua isännän suojeluympäristössä.,