fontos megjegyezni, hogy nem minden baktériumnak van sejtfala. Azt mondta, hogy bár, az is fontos megjegyezni, hogy a legtöbb baktérium (körülbelül 90%) van egy sejtfal, és általában van egy két típusa van: egy gram pozitív sejtfal vagy egy gram negatív sejtfal.

a két különböző sejtfal típus azonosítható a laborban a Gram-folt néven ismert differenciálfolt segítségével. 1884-ben fejlesztették ki, azóta is használatban van., Eredetileg nem volt ismert, hogy a Gram-folt miért tette lehetővé a baktériumok ilyen megbízható elválasztását két csoportra. Miután az elektronmikroszkópot az 1940-es években feltalálták, azt találták, hogy a festési különbség korrelált a sejtfalak különbségeivel. Itt van egy weboldal, amely megmutatja a Gram folt tényleges lépéseit. Miután ezt a folt technikát alkalmazzák, a gram-pozitív baktériumok lila színűek lesznek, míg a gram-negatív baktériumok rózsaszínűek lesznek.,

a bakteriális sejtfalak áttekintése

a sejtfal, nem csak a baktériumok, hanem az összes szervezet számára, a sejtmembránon kívül található. Ez egy további réteg, amely általában olyan erőt biztosít,amelyet a sejtmembrán hiányzik, félig merev szerkezettel.

mind a gram-pozitív, mind a gram-negatív sejtfalak peptidoglikán (más néven murein) néven ismert összetevőt tartalmaznak. Ezt az anyagot nem találták sehol máshol a Földön, kivéve a baktériumok sejtfalát., De mindkét bakteriális sejtfal-Típus további összetevőket is tartalmaz, így a bakteriális sejtfal összetett struktúrává válik, különösen az eukarióta mikrobák sejtfalaihoz képest. Az eukarióta mikrobák sejtfalai jellemzően egyetlen összetevőből állnak, például az algasejt falaiban található cellulózból vagy a gombasejt falaiban található kitinből.

a bakteriális sejtfal több funkciót is ellát, amellett, hogy teljes erőt biztosít a sejtnek., Segít fenntartani a sejt alakját is, ami fontos ahhoz, hogy a sejt hogyan fog növekedni, reprodukálni, tápanyagokat szerezni és mozogni. Megvédi a sejtet az ozmotikus lízistől, mivel a sejt egyik környezetből a másikba mozog, vagy tápanyagokat szállít a környezetéből. Mivel a víz szabadon mozoghat mind a sejtmembránon, mind a sejtfalon, a sejtet ozmotikus egyensúlyhiány fenyegeti, ami nyomást gyakorolhat a viszonylag gyenge plazmamembránra. A tanulmányok ténylegesen kimutatták, hogy egy sejt belső nyomása hasonló a teljesen felfújt autógumi belsejében található nyomáshoz., Ez nagy nyomás, hogy a plazmamembrán ellenálljon! A sejtfal bizonyos molekulákat, például toxinokat képes megtartani, különösen a gram-negatív baktériumok esetében. Végül a bakteriális sejtfal hozzájárulhat a sejt patogenitásához vagy betegség okozó képességéhez bizonyos bakteriális kórokozók számára.

a peptidoglikán szerkezete

kezdjük a peptidoglikánnal, mivel ez egy olyan összetevő, amelyben mindkét bakteriális sejtfal közös.,

a peptidoglikán két glükózszármazékból, N-acetil-glükózaminból (NAG) és N-acetil-muraminsavból (NAM) készült poliszacharid, hosszú láncokban váltakozva. A láncokat egy tetrapeptid köti össze egymással, amely kiterjeszti a NAM cukoregységet, lehetővé téve egy rácsszerű szerkezet kialakulását. A tetrapeptidet alkotó négy aminosav: L-alanin, d-glutamin, L-lizin vagy mezo-diaminopimelinsav (DPA) és D-alanin., Jellemzően csak az aminosavak L-izomer formáját használják a sejtek, de a tükörkép D-aminosavak használata védelmet nyújt a proteázokkal szemben, amelyek veszélyeztethetik a sejtfal integritását a peptidoglikán megtámadásával. A tetrapeptidek közvetlenül keresztköthetők egymáshoz, a D-alanin egy tetrapeptiden kötődik az L-lizinhez/ DPA-hoz egy másik tetrapeptiden. Sok gram-pozitív baktériumban öt aminosav, például a glicin (peptid interbridge) kereszthídja van, amely egy tetrapeptid összekapcsolására szolgál., Mindkét esetben a keresztkötés a teljes szerkezet szilárdságának növelésére szolgál, nagyobb szilárdsággal, amely a teljes keresztkötésből származik, ahol minden tetrapeptid valamilyen módon kötődik egy másik NAG-NAM lánc tetrapeptidjéhez.

bár sok még ismeretlen arról, peptidoglycan, kutatás az elmúlt tíz év azt sugallja, hogy peptidoglycan a szintetizált, mint egy henger egy összetekeredett alépítmény, ahol minden tekercs határokon kapcsolódik a tekercs mellett, ami egy még erősebb szerkezet teljes.,

Gram pozitív sejtfalak

a Gram-pozitív baktériumok sejtfalai túlnyomórészt peptidoglikánból állnak. Valójában a peptidoglikán a sejtfal akár 90% – át is képviselheti, réteg után réteggel a sejtmembrán körül. A NAM tetrapeptidek jellemzően egy peptid interbridge-hez kapcsolódnak, és gyakori a teljes keresztkötés. Mindez egyesíti együtt, hogy hozzon létre egy hihetetlenül erős sejtfal.,

a Gram-pozitív sejtfal további összetevője a teichoic sav, egy glikopolimer,amely a peptidoglikán rétegekbe ágyazódik. Úgy gondolják, hogy a Teichoic sav számos fontos szerepet játszik a sejt számára, például a sejt nettó negatív töltésének generálása, amely elengedhetetlen a protonmotívum kialakulásához. A Teichoic sav hozzájárul a sejtfal teljes merevségéhez, ami fontos a sejt alakjának fenntartásához, különösen a rúd alakú szervezetekben., Bizonyíték van arra is, hogy a teikoesavak részt vesznek a sejtosztódásban, a peptidoglikán bioszintézis gépével való kölcsönhatással. Végül úgy tűnik, hogy a teikósavak szerepet játszanak a kedvezőtlen körülmények, például a magas hőmérséklet és a magas sókoncentráció, valamint a β-laktám antibiotikumokkal szembeni rezisztenciában. A Teichoic savak kovalensen kapcsolódhatnak a peptidoglikánhoz (fali teichoic savak vagy WTA), vagy lipidhorgon keresztül kapcsolódhatnak a sejtmembránhoz, ebben az esetben lipoteichoic savnak nevezik.,

mivel a peptidoglikán viszonylag porózus, a legtöbb anyag kis nehézségekkel átjuthat a gram-pozitív sejtfalon. De néhány tápanyag túl nagy, ami megköveteli, hogy a sejt az exoenzimek használatára támaszkodjon. Ezek az extracelluláris enzimek készülnek belül a sejt citoplazma aztán kiválasztódik át a sejtmembránon keresztül a sejtfal, ahol funkció kívül a sejt lebontani nagy makromolekulák a kisebb alkatrészek.,

Gram negatív sejtfalak

a gram-negatív baktériumok sejtfalai összetettebbek, mint a gram-pozitív baktériumoké, összességében több összetevővel. Peptidoglikánt is tartalmaznak, bár csak néhány réteg, ami a teljes sejtfal 5-10% – át teszi ki. A gram-negatív sejtfal leginkább figyelemre méltó a peptidoglikán rétegeken kívül elhelyezkedő plazmamembrán jelenléte, amelyet külső membránnak neveznek. Ez teszi ki a gram negatív sejtfal nagy részét., A külső membrán lipid kétrétegű, nagyon hasonló összetételű, mint a sejtmembrán poláris fejek, zsírsav farok, szerves fehérjék. Ez különbözik a sejtmembrántól a lipopoliszacharid (LPS) néven ismert nagy molekulák jelenlétével, amelyek a külső membránba vannak rögzítve, és a sejtből a környezetbe kerülnek. Az LPS három különböző összetevőből áll: 1) Az O-antigén vagy O-poliszacharid, amely a szerkezet legkülső részét képviseli , 2) a mag poliszacharid, és 3) lipid A, amely az LPS-t a külső membránba rögzíti., Az LPS ismert, hogy számos különböző funkciót szolgál a sejt számára, például hozzájárul a sejt nettó negatív töltéséhez, segít a külső membrán stabilizálásában, valamint védelmet nyújt bizonyos vegyi anyagokkal szemben azáltal, hogy fizikailag blokkolja a sejtfal más részeihez való hozzáférést. Ezenkívül az LPS szerepet játszik a patogén gram-negatív baktériumok gazdaszervezeti válaszában. Az O-antigén immunválaszt vált ki egy fertőzött gazdaszervezetben, ami az LPS azon részére specifikus antitestek képződését okozza (gondoljunk az E. coli O157-re)., Lipid A működik, mint egy toxin, különösen egy endotoxin, ami általános tünetek a betegség, mint a láz, hasmenés. A véráramba felszabaduló nagy mennyiségű lipid a endotoxikus sokkot válthat ki, amely a test egészére kiterjedő gyulladásos válasz, amely életveszélyes lehet.

a külső membrán akadályt jelent a sejt számára. Bár vannak bizonyos molekulák, amelyeket ki szeretne tartani, például antibiotikumok és mérgező vegyi anyagok, vannak olyan tápanyagok, amelyeket be szeretne engedni, és a kiegészítő lipid bilayer félelmetes akadályt jelent., A nagy molekulákat enzimek bontják le, hogy lehetővé tegyék számukra, hogy átjuthassanak az LPS-en. Az exoenzimek helyett (mint például a gram-pozitív baktériumok)a gram-negatív baktériumok a periplazmában tárolt periplazmikus enzimeket használják. Hol van a periplasm, kérdezed? Ez a tér a sejtmembrán külső felülete és a külső membrán belső felülete között helyezkedik el, és tartalmazza a gram negatív peptidoglikánt., Miután a periplazmikus enzimek lebontották a tápanyagokat kisebb molekulákra, amelyek átjuthatnak az LPS-en, még mindig át kell szállítani a külső membránon, különösen a lipid kétrétegen. A Gram-negatív sejtek porinokat használnak, amelyek transzmembrán fehérjék, amelyek három alegységből álló trimerből állnak, amelyek pórust képeznek a membránon keresztül. Egyes porinok nem specifikusak, és bármilyen megfelelő molekulát szállítanak, míg egyes porinok specifikusak és csak olyan transzportanyagokat tartalmaznak, amelyeket egy kötőhely használatával ismernek fel., A külső membránon és a periplazmán áthaladva a molekulák a porózus peptidoglikán rétegeken keresztül haladnak, mielőtt a sejtmembránon keresztül szerves fehérjék szállítják őket.

a peptidoglikán rétegek a külső membránhoz kapcsolódnak a Braun lipoprotein néven ismert lipoprotein alkalmazásával (jó öreg Dr. Braun). Az egyik végén a lipoprotein kovalensen kötődik a peptidoglikánhoz, míg a másik végét a poláris fején keresztül a külső membránba ágyazzák. Ez a két réteg közötti kapcsolat további szerkezeti integritást és szilárdságot biztosít.,

Szokatlan, Fal-kevesebb Baktérium

hangsúlyozta, Hogy fontos a sejtfal, a hozzávaló peptidoglycan, hogy mind a gram pozitív, mind a gram-negatív baktériumok, úgy tűnik, fontos rámutatni néhány kivétel is. A phylum Chlamydiae-hoz tartozó baktériumoknak úgy tűnik, hogy nincs peptidoglikán, bár sejtfalaik gram negatív szerkezettel rendelkeznek minden más tekintetben (azaz külső membrán, LPS, porin stb.). Azt javasolták, hogy lehet, hogy egy fehérje réteg, amely ugyanúgy működik, mint a peptidoglikán., Ennek előnye a sejtnek, hogy rezisztenciát biztosít a β-laktám antibiotikumokkal (például penicillinnel) szemben, amelyek megtámadják a peptidoglikánt.

a phylum Tenericutes baktériumainak teljesen hiányzik a sejtfal, ami rendkívül érzékeny az ozmotikus változásokra. Gyakran erősítik sejtmembránjukat valamivel szterinek hozzáadásával, amely általában eukarióta sejtmembránokhoz kapcsolódik. Ennek a törzsnek sok tagja kórokozó, úgy dönt, hogy elrejti a gazdaszervezet védőkörnyezetében.,