este important de menționat că nu toate bacteriile au un perete celular. Acestea fiind spuse, este de asemenea important să rețineți că majoritatea bacteriilor (aproximativ 90%) au un perete celular și au de obicei unul dintre cele două tipuri: un perete celular gram pozitiv sau un perete celular gram negativ.cele două tipuri diferite de pereți celulari pot fi identificate în laborator printr-o pată diferențială cunoscută sub numele de pată Gram. Dezvoltat în 1884, a fost folosit de atunci., Inițial, nu se știa de ce pata Gram a permis o astfel de separare fiabilă a bacteriilor în două grupuri. Odată ce microscopul electronic a fost inventat în anii 1940, sa constatat că diferența de colorare sa corelat cu diferențele dintre pereții celulelor. Iată un site web care arată pașii efectivi ai petei Gram. După aplicarea acestei tehnici de pată, bacteriile gram pozitive vor colora violet, în timp ce bacteriile gram negative vor colora roz.,

Prezentare generală a pereților celulelor bacteriene

un perete celular, nu doar de bacterii, ci pentru toate organismele, se găsește în afara membranei celulare. Este un strat suplimentar care oferă de obicei o anumită rezistență pe care membrana celulară nu o are, având o structură semi-rigidă.atât pereții celulari gram pozitivi, cât și gram negativi conțin un ingredient cunoscut sub numele de peptidoglican (cunoscut și sub numele de mureină). Această substanță nu a fost găsită nicăieri în altă parte pe Pământ, în afară de pereții celulari ai bacteriilor., Dar ambele tipuri de pereți celulari bacterieni conțin și ingrediente suplimentare, ceea ce face ca peretele celular bacterian să fie o structură complexă în ansamblu, în special în comparație cu pereții celulari ai microbilor eucarioți. Pereții celulari ai microbilor eucarioți sunt de obicei compuși dintr-un singur ingredient, cum ar fi celuloza Găsită în pereții celulelor algale sau chitina din pereții celulelor fungice.

peretele celular bacterian îndeplinește mai multe funcții, pe lângă faptul că asigură rezistența generală a celulei., De asemenea, ajută la menținerea formei celulare, ceea ce este important pentru modul în care celula va crește, se va reproduce, va obține nutrienți și se va mișca. Protejează celula de Liza osmotică, deoarece celula se deplasează dintr-un mediu în altul sau transportă nutrienți din împrejurimile sale. Deoarece apa se poate deplasa liber atât pe membrana celulară, cât și pe peretele celular, celula este expusă riscului unui dezechilibru osmotic, care ar putea pune presiune asupra membranei plasmatice relativ slabe. Studiile au arătat de fapt că presiunea internă a unei celule este similară cu presiunea Găsită în interiorul unei anvelope auto complet umflate., Aceasta este o mare presiune pentru ca membrana plasmatică să reziste! Peretele celular poate păstra anumite molecule, cum ar fi toxinele, în special pentru bacteriile gram negative. Și, în sfârșit, peretele celular bacterian poate contribui la patogenitatea sau capacitatea cauzatoare de boli a celulei pentru anumiți agenți patogeni bacterieni.

structura peptidoglicanului

să începem cu peptidoglicanul, deoarece este un ingredient pe care ambii pereți celulari bacterieni îl au în comun.,peptidoglicanul este o polizaharidă formată din doi derivați de glucoză, N-acetilglucozamină (NAG) și acid N-acetilmuramic (NAM), alternate în lanțuri lungi. Lanțurile sunt reticulate între ele printr-o tetrapeptidă care se extinde de pe unitatea de zahăr NAM, permițând formarea unei structuri asemănătoare cu zăbrele. Cei patru aminoacizi care compun tetrapeptida sunt: L-alanina, d-glutamina, L-lizina sau acidul mezo-diaminopimelic (DPA) și D-Alanina., De obicei, numai forma L-izomerică a aminoacizilor este utilizată de celule, dar utilizarea imaginii în oglindă d-aminoacizii oferă protecție împotriva proteazelor care ar putea compromite integritatea peretelui celular prin atacarea peptidoglicanului. Tetrapeptidele pot fi legate direct între ele, D-alanina pe o tetrapeptidă legându-se de L-lizina/ DPA pe o altă tetrapeptidă. În multe bacterii gram pozitive există o punte încrucișată de cinci aminoacizi, cum ar fi glicina (peptida interbridge) care servește la conectarea unei tetrapeptide la alta., În ambele cazuri, reticularea servește la creșterea rezistenței structurii globale, cu mai multă rezistență derivată din reticularea completă, unde fiecare tetrapeptidă este legată într-un fel de o tetrapeptidă pe un alt lanț NAG-NAM.deși multe sunt încă necunoscute despre peptidoglican, cercetările din ultimii zece ani sugerează că peptidoglicanul este sintetizat ca un cilindru cu o substructură înfășurată, unde fiecare bobină este reticulată la bobina de lângă ea, creând o structură și mai puternică în general.,

bacterii Gram-Pozitive peretii Celulelor

peretelui celular al bacteriilor gram pozitive sunt compuse predominant peptidoglicanului. De fapt, peptidoglicanul poate reprezenta până la 90% din peretele celular, stratul după strat formând în jurul membranei celulare. Tetrapeptidele NAM sunt de obicei reticulate cu un interbridge peptidic și reticularea completă este comună. Toate acestea se combină împreună pentru a crea un perete celular incredibil de puternic.,componenta suplimentară într-un perete celular gram pozitiv este acidul teichoic, un glicopolimer, care este încorporat în straturile peptidoglicanului. Se crede că acidul Teichoic joacă mai multe roluri importante pentru celulă, cum ar fi generarea încărcăturii negative nete a celulei, care este esențială pentru dezvoltarea unei forțe motrice de protoni. Acidul Teichoic contribuie la rigiditatea generală a peretelui celular, ceea ce este important pentru menținerea formei celulare, în special în organismele în formă de tijă., Există, de asemenea, dovezi că acizii teichoici participă la diviziunea celulară, interacționând cu mecanismul de biosinteză a peptidoglicanului. În cele din urmă, acizii teichoici par să joace un rol în rezistența la condiții adverse, cum ar fi temperaturile ridicate și concentrațiile mari de sare, precum și la antibioticele β-lactamice. Teichoic acizi poate fi legată covalent de a peptidoglicanului (perete teichoic acizi sau WTA) sau legată de membrana celulară prin intermediul unei lipide de ancorare, caz în care este denumit acid lipoteichoic.,deoarece peptidoglicanul este relativ poros, majoritatea substanțelor pot trece prin peretele celular gram pozitiv cu puțină dificultate. Dar unii nutrienți sunt prea mari, necesitând celula să se bazeze pe utilizarea exoenzimelor. Aceste enzime extracelulare sunt produse în citoplasma celulei și apoi secretate dincolo de membrana celulară, prin peretele celular, unde funcționează în afara celulei pentru a descompune macromoleculele mari în componente mai mici.,pereții celulari gram negativi pereții celulari ai bacteriilor gram negative sunt mai complexi decât cei ai bacteriilor gram pozitive, cu mai multe ingrediente în ansamblu. Ele conțin peptidoglican, de asemenea, deși doar câteva straturi, reprezentând 5-10% din peretele celular total. Ceea ce este cel mai notabil despre peretele celular gram negativ este prezența unei membrane plasmatice situate în afara straturilor peptidoglicanului, cunoscută sub numele de membrană exterioară. Aceasta constituie cea mai mare parte a peretelui celular gram negativ., Membrana exterioară este compusă dintr-un bistrat lipidic, foarte asemănător în compoziție cu membrana celulară cu capete polare, cozi de acizi grași și proteine integrale. Acesta diferă de membrana celulară prin prezența moleculelor mari cunoscute sub numele de lipopolizaharidă (LPS), care sunt ancorate în membrana exterioară și se proiectează din celulă în mediu. LPS este alcătuit din trei componente diferite: 1) antigenul O sau o-polizaharida, care reprezintă partea cea mai exterioară a structurii , 2) polizaharida miezului și 3) lipida a, care ancorează LPS în membrana exterioară., LPS este cunoscut pentru a servi multe funcții diferite pentru celulă, cum ar fi contribuția la sarcina negativă netă pentru celulă, ajutând la stabilizarea membranei exterioare și oferind protecție împotriva anumitor substanțe chimice prin blocarea fizică a accesului la alte părți ale peretelui celular. În plus, LPS joacă un rol în răspunsul gazdei la bacteriile gram-negative patogene. Antigenul O declanșează un răspuns imun la o gazdă infectată, determinând generarea de anticorpi specifici acelei părți a LPS (gândiți-vă la E. coli O157)., Lipida A acționează ca o toxină, în special o endotoxină, provocând simptome generale ale bolii, cum ar fi febra și diareea. O cantitate mare de lipide a eliberată în sânge poate declanșa șocul endotoxic, un răspuns inflamator la nivelul întregului corp, care poate pune viața în pericol.

membrana exterioară prezintă un obstacol pentru celulă. În timp ce există anumite molecule pe care ar dori să le păstreze, cum ar fi antibioticele și substanțele chimice toxice, există substanțe nutritive pe care ar dori să le lase și stratul lipidic suplimentar prezintă o barieră formidabilă., Moleculele mari sunt defalcate de enzime, pentru a le permite să treacă de LPS. În loc de exoenzymes (cum ar fi bacteriile gram pozitive), la bacteriile gram-negative utiliza periplasmic enzime care sunt stocate în periplasm. Unde este periplasmul, întrebi? Este spațiul situat între suprafața exterioară a membranei celulare și suprafața interioară a membranei exterioare și conține peptidoglican gram negativ., Odată ce periplasmic enzime au rupt nutrienți până la molecule mai mici, care pot trece de la LPS, ei încă mai trebuie să fie transportate prin membrana externă, în special de bistrat lipidic. Celulele Gram negative utilizează porine, care sunt proteine transmembranare compuse dintr-un trimer de trei subunități, care formează un por peste membrană. Unele porins sunt non-specifice și transport orice moleculă care se potrivește, în timp ce unele porins sunt specifice și transport numai substanțe care au recunoscut prin utilizarea unui site cu caracter obligatoriu., O dată pe membrana exterioară și în periplasm, moleculele își croiesc drum prin straturile poroase de peptidoglican înainte de a fi transportate de proteine integrale prin membrana celulară.straturile peptidoglicanului sunt legate de membrana exterioară prin utilizarea unei lipoproteine cunoscute sub numele de lipoproteina lui Braun (good ol’ Dr.Braun). La un capăt, lipoproteina este legată covalent de peptidoglican, în timp ce celălalt capăt este încorporat în membrana exterioară prin capul său polar. Această legătură între cele două straturi asigură o integritate structurală suplimentară și rezistență.,

Neobișnuit și de Perete-mai puțin de Bacterii

Au subliniat importanta unui perete celular și ingredient peptidoglicanului atât gram pozitive și gram negative, se pare important să subliniez câteva excepții. Bacteriile aparținând Phylum Chlamydiae par să nu aibă peptidoglican, deși pereții lor celulari au o structură gram negativă în toate celelalte aspecte (adică membrana exterioară, LPS, porin etc.). S-a sugerat că acestea ar putea fi folosind un strat de proteine care funcționează în același mod ca și peptidoglican., Aceasta are un avantaj pentru celulă în asigurarea rezistenței la antibiotice β-lactamice (cum ar fi penicilina), care atacă peptidoglicanul.

bacteriile aparținând tenericutelor de filum nu au deloc un perete celular, ceea ce le face extrem de sensibile la modificări osmotice. Adesea își întăresc oarecum membrana celulară prin adăugarea de steroli, o substanță asociată de obicei cu membranele celulare eucariote. Mulți membri ai acestui filum sunt agenți patogeni, alegând să se ascundă în mediul de protecție al unei gazde.,