Det er viktig å merke seg at ikke alle bakterier har en cellevegg. Etter å ha sagt det selv, det er også viktig å merke seg at de fleste bakterier (ca 90%) har en cellevegg, og de har vanligvis en av to typer: en gram-positiv cellevegg eller en gram-negativ cellevegg.

to forskjellige cellevegg typer kan bli identifisert i laboratoriet av en differensial flekken kjent som gramfarging. Utviklet i 1884, den har vært i bruk siden den gang., Opprinnelig var det ikke kjent hvorfor gramfarging tillatt for slike pålitelig separasjon av bakterielle inn i to grupper. Når elektronet mikroskopet ble oppfunnet i 1940-årene ble det funnet at farging forskjellen korrelert med forskjeller i cellen vegger. Her er en nettside som viser de ulike trinnene av gramfarging. Etter denne flekken teknikken er anvendt gram positive bakterier vil flekken lilla, mens de gram-negativ bakterier vil flekken rosa.,

Oversikt over Bakterier cellevegger

En celle veggen, ikke bare av bakterier, men for alle organismer er funnet på utsiden av cellemembranen. Det er et ekstra lag som vanligvis gir noen styrke at cellemembranen mangler, ved å ha en semi-rigid struktur.

Både gram-positive og gram-negativ celleveggene inneholder en ingrediens som er kjent som peptidoglycan (også kjent som murein). Dette stoffet har ikke blitt funnet noe annet sted på Jorden, andre enn celleveggene til bakterier., Men både bakterielle cellevegg typer inneholde andre ingredienser som godt, noe som gjør den bakterielle cellevegg en kompleks struktur totalt sett, spesielt når sammenlignet med den cellen vegger av eukaryote mikrober. Cellen vegger av eukaryote mikrober er vanligvis sammensatt av en enkelt ingrediens, som cellulose finnes i alge-celle vegger eller chitin i fungal celle vegger.

bakteriell cellevegg utfører flere funksjoner, samt, i tillegg til å gi generelle styrken til cellen., Det bidrar også til å opprettholde celle form, noe som er viktig for hvordan cellen vil vokse, reprodusere, skaffe seg næring, og flytte. Det beskytter cellen fra osmotisk lyse, som cellen beveger seg fra ett miljø til et annet, eller transporterer næringsstoffer i fra sine omgivelser. Siden vannet fritt kan bevege seg på tvers av både cellemembranen og celleveggen, cellen er i faresonen for en osmotisk ubalanse, noe som kan legge press på den relativt svake plasma membran. Studier har faktisk vist at det indre trykket i en celle er lik trykket funnet inne i en fullt oppblåst bildekk., Det er mye press for plasma membran for å tåle! Celleveggen kan holde ut visse molekyler, for eksempel giftstoffer, spesielt for gram-negativ bakterier. Og til slutt, den bakterielle cellen vegg kan bidra til pathogenicity eller sykdom som forårsaker evne til celle for visse bakterielle patogener.

– Struktur av Peptidoglycan

La oss starte med peptidoglycan, siden det er en ingrediens som både bakterier cellevegger har felles.,

Peptidoglycan er et polysakkarid som er laget av to glukose derivater, N-acetylglucosamine (NAG) og N-acetylmuramic syre (NAM), vekslende i lange kjeder. Kjedene er kors-knyttet til hverandre med en tetrapeptid som strekker seg utenfor NAM sukker enhet, slik at en gitter-lignende struktur for å danne. De fire aminosyrer som utgjør den tetrapeptid er: L-alanin, L-glutamin, L-lysin eller meso-diaminopimelic syre (DPA), og D-alanin., Vanligvis bare L-isomere form av aminosyrer brukes av celler, men bruken av speilbilde D-aminosyrer gir beskyttelse mot proteases som kan kompromittere integriteten av cellen vegg ved å angripe den peptidoglycan. Den tetrapeptides kan være direkte kors-knyttet til en annen, med D-alanin på en tetrapeptid binding til L-lysin/ DPA på annen tetrapeptid. I mange gram positive bakterier det er en cross-broen av fem aminosyrer som glysin (peptid interbridge) som brukes til å koble en tetrapeptid til en annen., I begge tilfeller cross-linking tjener til å øke styrken av den generelle strukturen, med mer styrke avledet fra komplett cross-linking, hvor hver tetrapeptid er bundet på noen måte til en tetrapeptid på annen NAG-NAM-kjeden.

Mens mye er fortsatt ukjent om peptidoglycan, forskning i de siste ti årene tyder på at peptidoglycan er fremstilt som en sylinder med en kveilet underlaget, der hver coil er kors-knyttet til spolen ved siden av det, skape en enda sterkere struktur samlet.,

Gram Positive Celle vegger

cellen vegger av gram positive bakterier er sammensatt hovedsakelig av peptidoglycan. Faktisk, peptidoglycan kan representere opp til 90% av cellen vegg, med lag på lag og danner rundt cellemembranen. NAM tetrapeptides er vanligvis kors-knyttet sammen med et peptid interbridge og komplett cross-linking er vanlig. Alt dette kombinerer sammen for å skape et utrolig sterke cellevegg.,

Den ekstra komponent i et gram positive celleveggen er teichoic syre, en glycopolymer, som er integrert i peptidoglycan lag. Teichoic syre antas å spille flere viktige roller for cellen, for eksempel generering av netto negativ ladning av cellen, som er avgjørende for utvikling av et proton drivkraft. Teichoic syre som bidrar til den samlede stivhet av cellen vegg, noe som er viktig for vedlikehold av cellen form, spesielt i stavformede organismer., Det er også bevis for at teichoic syrer deltar i celledeling, ved å samhandle med peptidoglycan biosyntese av maskiner. Til slutt, teichoic syrer synes å spille en rolle i motstanden mot ugunstige forhold som høye temperaturer og høy salt konsentrasjoner, samt beta-lactam antibiotika. Teichoic syrer kan enten være kovalent bundet til peptidoglycan (wall teichoic syrer eller WTA) eller koblet til cellemembranen via et lipid anchor, i hvilket tilfelle det er referert til som lipoteichoic syre.,

Siden peptidoglycan er relativt porøst, de fleste stoffer kan passere gjennom den gram-positive cellevegg med lite problemer. Men noen næringsstoffer er for store, krever cellen til å stole på bruken av exoenzymes. Disse ekstracellulære enzymer som er gjort i cellens cytoplasma og deretter utskilt siste cellen membran, gjennom celleveggen, der de fungerer utsiden av cellen for å bryte ned store makromolekyler i mindre komponenter.,

Gram-Negativ Celle Vegger

cellen vegger av gram negative bakterier er mer komplekse enn som av gram positive bakterier, med flere ingredienser samlet. De inneholder peptidoglycan som godt, selv om bare et par lag, som utgjør 5-10% av den totale cellevegg. Hva er mest kjent om den gram-negativ celleveggen er nærværet av et plasma membran som ligger utenfor peptidoglycan lag, kjent som den ytre membran. Dette utgjør hoveddelen av den gram-negativ cellevegg., Den ytre membranen består av en lipid bilayer, svært like i sammensetning til cellemembranen med polare hoder, fettsyrer haler, og integrert proteiner. Den skiller seg fra cellemembranen av tilstedeværelsen av store molekyler kjent som lipopolysaccharide (LPS), som er forankret i den ytre membran og prosjekt-fra celle til miljøet. LPS er bygd opp av tre ulike komponenter: 1) O-antigen eller O-polysakkarid, som representerer den ytterste delen av strukturen , 2) kjernen polysakkarid, og 3) lipid En, som forankrer den LPS i den ytre membran., LPS er kjent for å tjene mange forskjellige funksjoner for cellen, for eksempel å bidra til netto negativ kostnad for cellen, bidrar til å stabilisere den ytre membran, og gir beskyttelse mot visse kjemiske stoffer ved fysisk blokkering av tilgang til andre deler av celleveggen. I tillegg, LPS spiller en rolle i en rekke svar på patogene gram-negativ bakterier. O-antigenet utløser en immunrespons i en infisert vert, forårsaker produksjon av antistoffer som er spesifikke for den del av LPS (tror av E. coli O157)., Lipid En fungerer som en gift, spesielt en endotoksin, forårsaker generelle symptomer på sykdom som feber og diaré. En stor mengde av lipid En sluppet ut i blodet kan utløse endotoxic sjokk, en kropp-bredt inflammatorisk respons som kan være livstruende.

Den ytre membranen ikke utgjør et hinder for cellen. Mens det er visse molekyler det ville liker å holde ut, for eksempel antibiotika og kjemikalier som er giftige, det er næringsstoffer som den ønsker å slippe inn og de ekstra lipid bilayer presenterer en formidabel barriere., Store molekyler som er brutt ned av enzymer, for å tillate dem å komme forbi LPS. I stedet for exoenzymes (som gram positive bakterier), gram negative bakterier utnytte periplasmic enzymer som er lagret i periplasm. Hvor er periplasm, spør du? Det er plass ligger mellom den ytre overflaten av cellemembranen og den indre overflaten av den ytre membranen, og det inneholder gram-negativ peptidoglycan., Når periplasmic enzymer har brutt næringsstoffer ned til mindre molekyler som kan komme forbi LPS, de fortsatt trenger å bli transportert over den ytre membran, spesielt lipid bilayer. Gram-negative celler utnytte porins, som er en av verdens proteiner består av en trimer av tre underenhetene, som danner en pore over membranen. Noen porins er ikke-spesifikke og transport alle molekyl som passer, mens noen porins er spesifikke og transport bare stoffer som de gjenkjenner ved bruk av en bindende nettstedet., En gang over den ytre membran og i periplasm, molekyler arbeide seg gjennom de porøse peptidoglycan lag før de blir fraktet med integrert proteiner på tvers av cellemembranen.

peptidoglycan lag er knyttet til den ytre membran ved bruk av en lipoprotein kjent som Brauns lipoprotein (good ol’ Dr. Braun). I den ene enden av lipoprotein er covalently bundet til peptidoglycan mens den andre enden er forankret i den ytre membranen via sin polar hodet. Denne sammenhengen mellom to lag som gir ekstra strukturelle integritet og styrke.,

Uvanlig og Vegg-mindre Bakterier

etter å Ha understreket viktig av en cellevegg og virkestoffet peptidoglycan til både gram-positive og gram negative bakterier, det synes viktig å påpeke et par unntak, så vel. Bakterier som tilhører den phylum Chlamydiae vises til mangel peptidoglycan, selv om deres celle vegger har en gram-negativ struktur i alle andre hensyn (dvs. ytre membran, LPS, porin, etc.). Det har blitt antydet at de kan være ved hjelp av et protein lag som fungerer mye på samme måte som peptidoglycan., Dette har en fordel å cellen i å gi motstand til β-lactam antibiotika (for eksempel penicillin), som angrep peptidoglycan.

Bakterier som tilhører den phylum Tenericutes mangler cellevegg helt, noe som gjør dem ekstremt utsatt for osmotisk endringer. De ofte å styrke sin celle membran noe med tillegg av plantesteroler, et stoff som vanligvis er assosiert med eukaryote celle membraner. Mange medlemmer av denne phylum er patogener, valgte å skjule seg ut i den beskyttende miljø av en vert.,