Tworzenie się ściany komórkowej bakterii: 5 faktów, które powinieneś wiedzieć

by

W tym artykule przyjrzyjmy się ścianie komórkowej bakterii i 5 faktów na jej temat.

Bakterie to wolno żyjące organizmy jednokomórkowe, które nie mają wyraźnego jądra. Występują we wszystkich środowiskach, w tym w materii organicznej, wodzie i glebie. Istnieją trzy kształty bakterii: kule, pręty i spirale.

Czy bakterie wytwarzają ściany komórkowe?

Bakterie składają się ze złożonej ściany komórkowej, która jest sztywna i składa się z peptydoglikanu, który przypomina siatkę. Ma jednolitą grubość i otacza strukturę cytoplazmatyczną, która zawiera polisacharydy, białka i kwas teichojowy. tworzenie się komórek bakteryjnych pomaga w utrzymaniu kształtu komórek i zapobiega uszkodzeniom mechanicznym.

Główną funkcją ściany komórkowej jest utrzymanie kształtu i odgrywanie ważnej roli podczas podziału komórek. Działa jako interfejs między komórką a środowiskiem; pośredniczy również w interakcji z bakteriofagami i komórkami eukariotycznymi.

Jak powstają komórki bakteryjne?

Komórki bakteryjne przechodzą prosty podział zwany podziałem binarnym, tworząc dwie nowe komórki potomne, które są identyczne z komórką rodzicielską.

Binarne rozczepienie:

Bakteria ma pojedynczy kolisty chromosom, który jest swobodnie obecny w cytoplazmie, nie ma związanego z błoną jądro. Chromosom jest obecny w wyspecjalizowanym regionie zwanym nukleoidem. Enzymy replikacyjne pomagają skopiować DNA w regionie zwanym początkiem replikacji.

replikacja DNA kontynuuje, a dwa początki przesuwają się w przeciwnym kierunku. Komórka wydłuża się, a nowo powstały chromosom zaczyna się rozdzielać.

Replikacja trwa do momentu skopiowania całego chromosomu i przeniesienia go na przeciwny koniec komórki. Następuje podział cytoplazmy, w procesie tym błona komórkowa ściska się do wewnątrz, a w środku komórki tworzy się przegroda (nowa ścianka dzieląca).

Przegroda dzieli się pośrodku i uwalniane są dwie nowe komórki, które nadal żyją jako nowe osobniki.

tworzenie ściany komórkowej bakterii
Rozszczepienie binarne bakterii z Shutterstock

Kiedy w komórkach bakterii powstają ściany komórkowe?

Połączenia u bakterii powstaje ściana komórkowa dla utrzymania kształtu, zapewnienia ochrony, a także odporności na ciśnienie wewnątrzkomórkowe. Ściana komórkowa jest również wymagana do podziału i wzrostu komórek. Ściana komórkowa składa się z peptydoglikanów, które chronią bakterie przed lizą osmotyczną i siłami mechanicznymi.

Cytoplazma bakterii jest zwykle hipertoniczna w stosunku do otaczającego ją środowiska, więc woda z zewnątrz dostaje się do komórki. Jeśli nie ma ściany komórkowej, bakteria pęknie pod wpływem ciśnienia osmotycznego wytworzonego przez przepływ wody i nazywa się to osmolizą.

Co jest potrzebne do tworzenia ściany komórkowej w komórce bakteryjnej?

Ściana komórkowa bakterii składa się z peptydoglikanu lub mureiny. Peptydoglikan to polimer, który składa się z połączonego łańcucha identycznych monomerów peptydoglikanu. Monomer zawiera dwa aminocukry, N-acetyloglukozaminę (NAG) i kwas N-acetylomuraminowy (NAM).

Łańcuchy monomeru są ze sobą usieciowane przez tetrapeptyd, który rozciąga się od N-acetylomuraminowej jednostki cukrowej i tworzy strukturę podobną do sieci. Cztery aminokwasy obecne w tetrapeptydzie to:

  • L-alanina
  • D-glutamina
  • L-lizyna
  • D-alanina

Ściana komórkowa bakterii Gram-dodatnich:

Ściana komórkowa bakterii Gram-dodatnich składa się w 90% z peptydoglikanu z innym glikopolimerem kwasu teichonowego, który jest osadzony w warstwach peptydoglikanu. Kwasy teichoic pomagają w generowaniu ujemnego ładunku netto, który jest niezbędny do rozwoju siły napędowej protonów.

Zwiększa również sztywność ściany komórkowej i uczestniczy w podziale komórek. W niekorzystnych warunkach, takich jak wysoka temperatura i wysokie stężenie soli, kwas techojowy zapewnia odporność.

Ściana komórkowa bakterii Gram-ujemnych:

Gram-ujemny ściana komórkowa bakterii jest bardziej złożona niż bakterie Gram-dodatnie. Błona plazmatyczna bakterii Gram-ujemnych znajduje się na zewnątrz warstwy peptydoglikanu i jest nazywana błoną zewnętrzną. Składa się z głów polarnych, ogonów kwasów tłuszczowych i białek integralnych.

Błona zawiera dużą cząsteczkę zwaną lipopolisacharydem (LPS), która jest zakotwiczona w zewnętrznej błonie. Składa się z różnych elementów

  • O-polisacharyd
  • Rdzeń polisacharydowy
  • Lipid-A

LPS przyczynia się do powstania ujemnego ładunku netto, stabilizuje błonę zewnętrzną i chroni komórkę przed działaniem substancji chemicznych. Odpowiedź immunologiczna u zakażonego gospodarza jest wywoływana przez antygen O i generuje również przeciwciała. Lipid A działa jak endotoksyna, która wpływa na gospodarza i powoduje gorączkę i biegunkę.

struktura ściany komórkowej bakterii gramdodatnich 600w 321840332
Struktura ściany komórkowej bakterii od Shutterstock

Gdzie są zsyntetyzowane ściany komórkowe bakterii?

Synteza peptydoglikanu ściany komórkowej jest złożonym procesem, który obejmuje różne reakcje enzymatyczne po wewnętrznej i zewnętrznej stronie błony cytoplazmatycznej.

Podczas podziału binarnego wiązania peptydoglikanu są zrywane i dodawane są nowe monomery peptydoglikanu i uwalniane są wiązania poprzeczne peptydów.

Etapy syntezy:

 Krok 1:

Enzym autolizyny zrywa wiązanie glikozydowe między monomerami peptydoglikanu i mostkami peptydowymi łączącymi cukry.

Krok 2:

Cytozol wytwarza monomery peptydoglikanu i wiąże się z baktoprenolem. Baktoprenole pomagają w transporcie monomerów peptydoglikanów przez błonę cytoplazmatyczną i oddziałują z transglikozydazami, wprowadzając monomery do istniejących peptydoglikanów.

Krok 3:

Enzym transglikozylaza wstawia i łączy nowe monomery peptydoglikanu w regionie pęknięcia.

Krok 4:

Wreszcie, enzymy transpeptydazy odbudowują wiązania krzyżowe między warstwami peptydoglikanu i wzmacniają ścianę komórkową.

Wnioski:

Ściana komórkowa bakterii składa się z peptydoglikanu, który pomaga w utrzymaniu kształtu i zapobiega lizie ściany komórkowej z powodu ciśnienia wewnętrznego.

Przeczytaj także: