Søg efter | Send os dine kommentarer

cellevæggen

©2002 Timothy Paustian, University of Wisconsin-Madison

Generelle indstillinger

Denne diskussion vil begrænse sig til eubacterial cellevæg. Vi skal bruge en hel del tid på at tale om cellevæggen, hvorfor er det så vigtigt?

cellevæggen er en kritisk struktur i bakterieceller. De fleste bakterier kan ikke leve uden dem. Inde i bakteriecellen er der en høj opløst koncentration og et stort tryk på membranen (75 lb/in2)., Uden for cellen er der et lavt opløst koncentrat. En grundlæggende fysiklov er, at vand har en tendens til at strømme ind i en celle for at ækvilibrere mængden af vand inde i og uden for cellen. Husk, at membraner forhindrer de fleste andre molekyler i at krydse dem, men vand kan. Uden noget, der understøtter membranen, ville cellen svulme og sprænge. En cellevæg beskytter bakterier mod osmotisk lysis

cellevæggen bestemmer også cellens form. Enhver celle, der har mistet sin cellevæg, enten kunstigt eller naturligt, bliver amorf uden en defineret form.,cellevæg struktur og syntese er unik for procaryoter. (Planter gør også cellevægge, men de er helt forskellige strukturer.) Mange forbindelser, der findes i bakteriecellevæggen, findes ikke andre steder i naturen. Der er adskillige antibakterielle midler, der er målrettet mod cellevæggen, fordi pattedyr ikke syntetiserer vægge og derfor er immun mod de toksiske virkninger af disse midler. Du syntetiserer endda et anti-cellevæg en .ym., Lyso .ym er et en .ym, der findes i tårer og spyt, der nedbryder en komponent af cellevægge, og det er en kritisk del af pattedyrs forsvar mod bakteriel invasion.

før vi begynder denne diskussion af cellevægge, lad mig minde dig om, at der er to grundlæggende typer bakterielle cellevægstrukturer, der er blevet undersøgt detaljeret. Gram-positive (g+) og Gram-negative (G-). Bakterieceller ser meget forskellige ud efter farvning med Gram-pletten. G + celler er lilla og G-celler er røde.

Figur 1 – En Gram plet af Gram + Staphylococcus celler.,

figur 2 – Gram plet af Gram – E. coli-celler

grundlaget for denne differentielle reaktion vedrører cellevæggen. Se på Elektronmikrograferne af et typisk Gram + og en typisk Gram-celle i nedenstående figurer.

figur 3 – Elektronmikrograf af en g+ cellevæg.

figur 4 – Elektronmikrograf af en G – cellevæg.

  • G – cellen har et ekstra lag, og fra den eksterne visning af cellen er ydersiden indviklet., (Ikke rigtig indlysende i ovenstående billede)

  • g+ væggen er meget tykkere end G – og fra sin ydre visning har et glattere udseende.Gram + og-celler deler en ting til fælles, der er unik for bakterier – peptidoglycan. Vi vil tale om strukturen af dette og derefter gå videre til arrangementet af cellevæggene.peptidoglycan er et tykt stift lag, der findes i både G+ og G – celler. Det består af et overlappende gitter af 2 sukkerarter, der er tværbundet af aminosyrebroer. Den nøjagtige molekylære sammensætning af disse lag er artsspecifik.,de to sukkerarter er N-acetyl glucosamin (NAG) og N-acetyl muraminsyre (NAM). NAM findes kun i cellevæggene af bakterier og ingen andre steder. Knyttet til NAM er en sidekæde generelt af fire aminosyrer. Mange bakterielle cellevægge er blevet set på, og crossbridge er mest almindeligt sammensat af…,

    • L-alanin

    • D-alanin*

    • L-glutaminsyre*

    • diamino pimelic syre (DPA)

    Den kemiske struktur af peptidoglycan

    Bemærk, at D-aminosyrer er anderledes end L-aminosyrer, der findes i proteiner. D-aminosyrer har den samme struktur og sammensætning som L-aminosyrer, bortset fra at de er spejlbilleder af L-aminosyrerne (se figur nedenfor). De fleste biologiske systemer har udviklet sig til almindeligt håndtere kun L form af forbindelser., Bakterier bruger dog D-aminosyrer i deres cellevægge og har en .ymer kaldet racemaser til at konvertere mellem D-og L-former.

    figur 5 – en sammenligning af L-og D-aminosyrer. Bemærk, at mens strukturen er identisk, er det umuligt at overlejre dem.Nam -, NAG-og aminosyresidekæden danner en enkelt peptidoglycan-enhed, der kan forbinde med andre enheder via kovalente bindinger for at danne en gentagende polymer., Polymeren styrkes yderligere af tværbindinger mellem aminosyre 3 (D-glutaminsyre ovenfor) af en enhed og aminosyre 4 (DPA) af det næste glycantetrapeptid . I nogle g + – mikrober er der ofte et peptid sammensat af glycin, serin og threonin mellem tværbroerne. Kapitlet om metabolisme har mere information om cellevægssyntese.

    graden af tværbinding bestemmer graden af stivhed. I G + – celler er peptidoglycan en stærkt tværbundet vævet struktur, der ombrydes omkring cellen., Det er meget tyk med peptidoglycan tegner sig for 50% af vægten af cellen og 90% af vægten af cellevæggen. Elektronmikrografer viser peptidoglycan at være 20-80 nm tyk.

    i G – bakterier er peptidoglycan meget tyndere, idet kun 15-20% af cellevæggen består af peptidoglycan, og dette er kun intermitterende tværbundet. I begge tilfælde kan peptidoglycan betragtes som et stærkt, vævet net, der holder celleformen. Det er ikke en barriere for opløste stoffer, åbningerne i masken er store, og alle typer molekyler kan passere gennem dem.,

    Figur 6 – En tegneserie af peptidoglycan mesh.

    cellevæggen er virkningsstedet for mange vigtige antibiotika og antibakterielle midler. Penicillin hæmmer celler væg syntese. Lyso .ym et en .ym fundet i tårer og spyt-angriber peptidoglycan. Det hydrolyserer NAG-NAM-forbindelsen.

    Gram + cellevæg

    et tykt peptidoglycan-lag udgør det meste af G+ – cellevæggen. Som et resultat er g + – cellevæggen meget følsom over for virkningen af Lyso .ym og penicillin eller dets derivater., Penicillin er ofte det valgte antibiotikum til infektioner forårsaget af G + – organismer. Et eksempel er Streptococcus pyogenes, der forårsager strep hals. Dette behandles næsten altid med en eller anden type penicillin

    Figur 7 – Den Gram positive cellevæg

    en anden struktur i G+ – cellevæggen er teichoesyre. Det er en polymer af glycerol eller ribitol forbundet med fosfatgrupper. Aminosyrer, såsom D-alanin, er fastgjort. Teichoic syre er kovalent forbundet med muraminsyre og forbinder forskellige lag af peptidoglycan mesh sammen.,

    figur 8-strukturen af teichoesyre

    /