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.
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:
Buněčná stěna gramnegativních bakterií je složitější než u grampozitivních bakterií. 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.
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.
