Tvorba bakteriální buněčné stěny: 5 faktů, které byste měli vědět

by

V tomto článku se podíváme na bakteriální buněčnou stěnu a 5 faktů o ní.

Bakterie jsou volně žijící jednobuněčné organismy, které postrádají výrazné jádro. Nacházejí se ve všech prostředích, včetně organické hmoty, vody a půdy. Existují tři tvary bakterií: koule, tyčinky a spirály.

Produkují bakterie buněčné stěny?

Bakterie jsou tvořeny komplexní buněčnou stěnou, která je tuhá a tvořená peptidoglykanem, který je jako síť. Má stejnoměrnou tloušťku a obklopuje cytoplazmatickou strukturu, která obsahuje polysacharidy, proteiny a kyselinu teichoovou. tvorba bakteriálních buněk pomáhá udržovat tvar buněk a zabraňuje mechanickému poškození.

Hlavní funkcí buněčné stěny je udržovat tvar a hraje důležitou roli při dělení buněk. Působí jako rozhraní mezi buňkou a prostředím; zprostředkovává také interakci s bakteriofágy a eukaryotickými buňkami.

Jak se tvoří bakteriální buňky?

Bakteriální buňky procházejí jednoduchým dělením nazývaným binární dělení za vzniku dvou nových dceřiných buněk, které jsou identické s mateřskou buňkou.

Binární dělení:

Bakterie má singulární kruhový chromozom, který je volně přítomen v cytoplazmě, chybí jí membrána vázaná jádro. Chromozom je přítomen ve specializované oblasti zvané nukleoid. Replikační enzymy pomáhají kopírovat DNA v oblasti zvané počátek replikace.

replikace DNA pokračuje a dva počátky se pohybují opačným směrem. Buňka se prodlouží a nově vytvořený chromozom se začne oddělovat.

Replikace pokračuje, dokud není zkopírován celý chromozom a nepřesune se na opačný konec buňky. Dochází k dělení cytoplazmy, při tomto procesu se buněčná membrána svírá dovnitř a uprostřed buňky vzniká přepážka (nová dělicí stěna).

Přepážka se uprostřed rozdělí a uvolní se dvě nové buňky a dál žije jako nový jedinec.

tvorba buněčné stěny bakterií
Binární štěpení bakterií z Shutterstock

Kdy se v buňkách bakterií tvoří buněčné stěny?

Projekt buněčná stěna se tvoří v bakteriích udržovat tvar, poskytovat ochranu a také odolávat intracelulárnímu tlaku. Buněčná stěna je také nezbytná pro buněčné dělení a růst. Buněčná stěna je tvořena peptidoglykany, které chrání bakterie před osmotickou lýzou a mechanickými silami.

Cytoplazma bakterie je obvykle hypertonická k okolnímu prostředí, takže voda zvenčí vstupuje do buňky. Pokud buněčná stěna chybí, bakterie praskne vlivem osmotického tlaku vytvářeného prouděním vody a nazývá se to osmolýza.

Co je potřeba pro tvorbu buněčné stěny v bakteriální buňce?

Buněčná stěna bakterie je tvořena peptidoglykanem nebo mureinem. Peptidoglykan je polymer, který je vyroben z propleteného řetězce identických peptidoglykanových monomerů. Monomer obsahuje dva aminocukry, N-acetylglukosamin (NAG) a kyselinu N-acetylmuramovou (NAM).

Monomerní řetězce jsou vzájemně zesíťovány tetrapeptidem, který se rozprostírá od N-acetylmuramové cukerné jednotky a vytváří strukturu podobnou mřížce. Čtyři aminokyseliny, které jsou přítomny v tetrapeptidu, jsou:

  • L-alanin
  • D-glutamin
  • L-lysinu
  • D-alanin

Buněčná stěna grampozitivních bakterií:

Buněčná stěna grampozitivních bakterií je tvořena z 90 % peptidoglykanem s dalším glykopolymerem kyseliny teichoové, která je uložena v peptidoglykanových vrstvách. Teichoové kyseliny pomáhají při vytváření čistého záporného náboje, který je nezbytný pro rozvoj protonové hybné síly.

To také zvyšuje tuhost buněčné stěny a podílí se na dělení buněk. Za nepříznivých podmínek, jako je vysoká teplota a vysoké koncentrace soli, poskytuje kyselina teichoová odolnost.

Buněčná stěna gramnegativních bakterií:

Gram-negativní buněčná stěna bakterií je složitější než grampozitivní bakterie. Plazmatická membrána gramnegativních bakterií je přítomna na vnější straně peptidoglykanové vrstvy a je známá jako vnější membrána. Skládá se z polárních hlav, ocasů mastných kyselin a integrálních proteinů.

Membrána obsahuje velkou molekulu zvanou lipopolysacharid (LPS), která je ukotvena k vnější membráně. Skládá se z těchto různých složek

  • O-polysacharid
  • Jádrový polysacharid
  • Lipid-A

LPS přispívá k čistému zápornému náboji a stabilizuje vnější membránu a chrání buňku před působením chemických látek. Imunitní odpověď u infikovaného hostitele je spouštěna O-antigenem a také vytváří protilátky. Lipid A působí jako endotoxin, který ovlivňuje hostitele a způsobuje horečku a průjem.

struktura buněčné stěny grampozitivní bakterie 600w 321840332
Struktura bakteriální buněčné stěny z Shutterstock

Kde se syntetizují buněčné stěny bakterií?

Syntéza peptidoglykanu buněčné stěny je komplexní proces, který zahrnuje různé enzymatické reakce na vnitřní straně a na vnější straně cytoplazmatické membrány.

Během binárního dělení se peptidoglykanové vazby přeruší a přidají se nové peptidoglykanové monomery a uvolní se peptidové křížové vazby.

Kroky zahrnuté v syntéze:

 Krok 1:

Enzym autolysin narušuje glykosidickou vazbu mezi monomery peptidoglykanu a peptidovými křížovými můstky, které spojují cukry.

Krok 2:

Cytosol produkuje peptidoglykanové monomery a váže se na baktoprenol. Baktoprenoly pomáhají při transportu peptidoglykanových monomerů přes cytoplazmatickou membránu a interagují s transglykosidázami za účelem vložení monomerů do existujících peptidoglykanů.

Krok 3:

Enzym transglykosyláza vkládá a spojuje nové peptidoglykanové monomery v oblasti zlomu.

Krok 4:

Nakonec transpeptidázové enzymy reformují příčné vazby mezi vrstvami peptidoglykanu a činí buněčnou stěnu pevnou.

Závěr:

Bakteriální buněčná stěna je tvořena peptidoglykanem, který pomáhá udržovat tvar a zabraňuje rozpadu buněčné stěny v důsledku vnitřního tlaku.

Také čtení: