Ciri -ciri dinding sel bakteria, biosintesis, fungsi

The Dinding sel bakteria Ia adalah struktur yang kompleks dan separa, bertanggungjawab untuk memberi perlindungan dan bentuk kepada bakteria. Secara struktural, ia terdiri daripada molekul yang dipanggil peptidoglycan. Sebagai tambahan kepada perlindungan tekanan, dinding bakteria menyediakan tapak berlabuh untuk struktur seperti flagella atau pilis dan mentakrifkan beberapa sifat yang berkaitan dengan virulensi dan motilitas sel.

Metodologi yang digunakan secara meluas untuk mengklasifikasikan bakteria mengikut struktur dinding sel mereka adalah pewarnaan Gram. Ini terdiri daripada penggunaan sistematik pewarna ungu dan merah jambu, di mana bakteria dengan dinding tebal dan kaya dengan peptidoglycan dicelup ungu (gram positif) dan mereka yang mempunyai dinding halus yang dikelilingi oleh lipopolysaccharides dicelup merah jambu (gram negatif).

Pixabay Fountain.com

Walaupun makhluk organik lain seperti gerbang, alga, kulat dan tumbuh -tumbuhan mempunyai dinding sel, struktur dan komposisi ini berbeza jauh dari dinding sel bakteria.

[TOC]

Ciri -ciri dan struktur

Dinding bakteria: rangkaian peptidoglycan

Dalam biologi kita biasanya menentukan sempadan antara kehidupan dan tidak hidup menggunakan membran plasma. Walau bagaimanapun, terdapat banyak organisma yang dikelilingi oleh penghalang tambahan: dinding sel.

Dalam bakteria, dinding sel terdiri daripada rangkaian rumit dan kompleks makromolekul yang dipanggil peptidoglycan, juga dikenali sebagai Mureina.

Di samping itu, kita dapat mencari jenis bahan lain di dinding yang digabungkan dengan peptidoglycan, seperti karbohidrat dan polipeptida bervariasi panjang dan struktur.

Secara kimia, peptidoglycan adalah disaccharide yang unit monomeriknya adalah N-asetilglucosamine dan N-asetilmuramic (akar MURUS, apa maksud dinding).

Kami sentiasa mencari rantai yang dibentuk oleh tetrapéptides, yang terdiri daripada empat sisa asid amino yang dilampirkan pada n-asetilmik.

Struktur dinding sel bakteria mengikuti dua skim atau dua corak umum, yang dikenali sebagai Gram positif dan gram negatif. Di bahagian berikut, kami akan mengembangkan idea ini secara menyeluruh.

Struktur luaran ke dinding sel

Biasanya dinding sel bakteria dikelilingi oleh beberapa struktur luaran, seperti glycochalix, flagella, filamen paksi, fimbrias dan pilis.

Glycochalix terdiri daripada matriks konsistensi gelatin yang mengelilingi dinding, dan komposisi berubah -ubah (polysaccharides, polipeptida, dan lain -lain). Dalam beberapa strain bakteria komposisi kapsul ini menyumbang kepada virulensi. Ia juga merupakan komponen penting dalam pembentukan biofilm.

Flagella adalah struktur filamen, yang bentuknya mengingatkan cambuk dan menyumbang kepada pergerakan organisma. Selebihnya filamen yang disebutkan di atas menyumbang kepada sauh sel, motilitas dan pertukaran bahan genetik.

Dinding sel bakteria atipikal

Walaupun struktur yang disebutkan di atas dapat disebarkan kepada sebahagian besar organisma bakteria, terdapat pengecualian yang sangat spesifik yang tidak sesuai dengan skema dinding sel ini, kerana mereka kekurangan atau mempunyai sedikit bahan.

Ahli genre Mycoplasma dan organisma filogenetik yang berkaitan dengan ini adalah bakteria terkecil yang telah direkodkan. Kerana saiznya kecil, mereka tidak mempunyai dinding sel. Malah, pada mulanya mereka dianggap sebagai virus dan bukan sebagai bakteria.

Walau bagaimanapun, mesti ada beberapa cara mengapa bakteria kecil ini mendapat perlindungan. Ini dicapai terima kasih kepada kehadiran lipid khas yang disebut sterol, yang menyumbang kepada perlindungan terhadap lisis sel.

Fungsi

-Fungsi biologi dinding sel bakteria

Perlindungan

Fungsi utama dinding sel dalam bakteria adalah untuk memberikan perlindungan kepada sel, berfungsi sebagai sejenis exoskeleton (seperti arthropods).

Boleh melayani anda: integrit: ciri, struktur dan fungsi

Bakteria mengandungi sejumlah besar larutan terlarut di dalamnya. Oleh kerana fenomena osmosis, air sekitarnya akan cuba memasuki sel dengan mencipta tekanan osmotik, yang jika tidak dikawal dapat menyebabkan lisis sel.

Sekiranya dinding bakteria tidak wujud, satu -satunya halangan pelindung sel pedalaman sel akan menjadi membran plasma rapuh sifat lipid, yang dengan cepat akan memberikan tekanan yang disebabkan oleh fenomena osmosis.

Dinding sel bakteria membentuk barikade perlindungan dalam menghadapi ayunan yang mungkin berlaku, yang membolehkan untuk mencegah lisis sel.

Ketegaran dan bentuk

Terima kasih kepada sifat kekakuannya, dinding membantu membentuk bakteria. Itulah sebabnya kita dapat membezakan antara beberapa bentuk bakteria mengikut elemen ini, dan kita boleh menggunakan ciri ini untuk menubuhkan klasifikasi berdasarkan morfologi yang paling biasa (kelapa atau bacilli, antara lain).

Tapak Anchor

Akhir.

-Aplikasi dinding sel

Sebagai tambahan kepada fungsi biologi ini, dinding bakteria juga mempunyai aplikasi klinikal dan taksonomi. Seperti yang akan kita lihat kemudian, dinding digunakan untuk mendiskriminasi antara pelbagai jenis bakteria. Di samping itu, struktur membolehkan kita memahami virulensi bakteria dan jenis antibiotik yang boleh terdedah.

Oleh kerana komponen kimia dinding sel unik untuk bakteria (kekurangan tetamu manusia), elemen ini berpotensi putih untuk perkembangan antibiotik.

Klasifikasi mengikut pewarnaan Gram

Dalam mikrobiologi, pewarnaan adalah prosedur yang digunakan secara meluas. Sebilangan daripada mereka mudah dan tujuan mereka adalah dengan jelas menunjukkan kehadiran organisma. Walau bagaimanapun, pewarnaan lain adalah jenis pembezaan, di mana pewarna yang digunakan bertindak balas bergantung kepada jenis bakteria.

Salah satu pewarnaan pembezaan yang paling banyak digunakan dalam mikrobiologi adalah pewarnaan Gram, teknik yang dibangunkan pada tahun 1884 oleh ahli bakteriologi Hans Christian Gram. Teknik ini membolehkan mengklasifikasikan bakteria dalam kumpulan besar: Gram positif dan gram negatif.

Pada masa kini ia dianggap sebagai teknik utiliti perubatan yang hebat, walaupun beberapa bakteria tidak bertindak balas dengan warna. Biasanya digunakan ketika bakteria masih muda dan tumbuh.

Protokol Pewarnaan Gram

(Yo) Permohonan pewarna utama: Sampel yang ditetapkan dengan haba ditutup dengan pewarna ungu asas, kaca violet biasanya digunakan untuknya. Pewarna ini meresap semua sel yang terdapat dalam sampel.

(Ii) Permohonan IODO: Selepas jangka masa yang singkat, pewarna ungu dikeluarkan dari sampel dan menggunakan yodium, ejen gigitan. Pada peringkat ini kedua -dua bakteria positif dan negatif dicelupkan dari ungu yang sengit.

(Iii) Dibasuh: Langkah ketiga membayangkan pewarna pewarna dengan larutan alkohol atau dengan campuran aset alkohol. Penyelesaian ini mempunyai keupayaan untuk menghapuskan warna, tetapi hanya dari beberapa sampel.

(Iv) Permohonan Safranine: Akhirnya, penyelesaian yang digunakan pada langkah sebelumnya dihapuskan dan pewarna lain digunakan, safranin. Ini adalah pewarna asas merah. Pewarna pewarna ini dibasuh dan sampel sudah siap diperhatikan berdasarkan mikroskop optik.

Boleh melayani anda: gametophyte

Dinding bakteria gram positif

Dalam petikan (iii) pewarnaan, hanya beberapa bakteria mengekalkan pewarna ungu, dan mereka dikenali sebagai bakteria positif gram. Warna safranin tidak menjejaskan mereka, dan pada akhir pewarna yang dimiliki oleh jenis ini diperhatikan ungu.

Prinsip pewarnaan teoretikal didasarkan pada struktur dinding sel bakteria, kerana ini bergantung pada melarikan diri atau tidak pada pewarna ungu, yang membentuk kompleks bersama dengan iodin.

Perbezaan asas antara bakteria negatif dan positif gram adalah jumlah peptidoglycan yang mereka sampaikan. Gram positif mempunyai lapisan tebal sebatian ini yang membolehkan mereka mengekalkan warna ungu, walaupun mencuci posterior.

Kristal Violet yang memasuki sel dalam langkah pertama membentuk kompleks dengan iodin, yang menjadikannya sukar dengan mencuci alkohol, terima kasih kepada lapisan peptidoglycan tebal yang mengelilingi mereka.

Ruang antara peptidoglycan terletak. Di samping itu, bakteria positif gram dicirikan dengan mempunyai satu siri asid theicoic berlabuh ke dinding.

Contoh bakteria jenis ini adalah spesies Staphylococcus aureus, yang merupakan patogen bagi manusia.

Dinding sel bakteria gram negatif

Bakteria yang tidak mengekalkan warna laluan (iii), dengan membuang, gram negatif. Inilah sebab mengapa pewarna kedua (safranin) digunakan untuk dapat menggambarkan kumpulan prokariot ini. Oleh itu, bakteria negatif gram diperhatikan dari warna merah jambu.

Tidak seperti lapisan peptidoglycan tebal yang membentangkan bakteria gram positif, yang negatif mempunyai lapisan yang lebih nipis. Di samping itu, mereka mempunyai lapisan lipopolysaccharides yang merupakan sebahagian daripada dinding sel mereka.

Kita boleh menggunakan analogi sandwic: roti mewakili dua membran lipid dan pedalaman atau pengisian akan menjadi peptidoglycan.

Lipopolysaccharid terletak.

Apabila bakteria seperti itu mati, membebaskan lipid a, yang berfungsi sebagai endotoxin. Lipid berkaitan dengan simptomologi yang disebabkan oleh jangkitan bakteria negatif gram, seperti demam atau peleburan saluran darah, antara lain.

Lapisan halus ini tidak mengekalkan pewarna ungu yang digunakan pada langkah pertama, kerana pencucian alkohol menghilangkan lipopolysaccharides (dan bersama -sama dengan pewarna itu). Mereka tidak mengandungi asid theicoic yang disebut dalam gram positif.

Contoh corak organisasi dinding sel bakteria ini adalah bakteria yang terkenal Dan. coli.

Kesan perubatan dari tincion gram

Dari perspektif perubatan, penting untuk mengetahui struktur dinding bakteria, kerana bakteria positif gram biasanya mudah dihapuskan dengan menggunakan antibiotik seperti penisilin dan cephalosporin.

Sebaliknya, bakteria negatif Gram biasanya tahan terhadap penggunaan antibiotik yang gagal menembusi halangan lipopolysaccharides.

Boleh melayani anda: Stratum basal: Ciri dan fungsi

Warna lain

Walaupun pewarnaan Gram diketahui secara meluas dan digunakan di makmal, terdapat juga metodologi lain yang membolehkan pembezaan bakteria mengikut aspek struktur dinding sel. Salah satunya adalah pewarna asid yang menyokong bakteria yang mempunyai jenis lilin bersatu ke dinding.

Ini digunakan secara khusus untuk membezakan spesies dari Mycobacterium spesies bakteria lain.

Biosintesis

Sintesis dinding sel bakteria boleh berlaku di sitoplasma sel atau dalam membran dalaman. Setelah unit struktur disintesis, pemasangan dinding diteruskan di luar bakteria.

Sintesis peptidoglycan berlaku di sitoplasma, di mana nukleotida terbentuk yang akan berfungsi sebagai prekursor untuk makromolekul ini yang membentuk dinding.

Sintesis mengikuti jalannya dalam membran plasma, di mana penjanaan sebatian lipid membran berlangsung. Di dalam membran plasma, pempolimeran unit yang membentuk peptidoglycan berlaku. Keseluruhan proses dibantu oleh enzim bakteria yang berbeza.

Degradasi

Dinding sel boleh direndahkan terima kasih kepada tindakan enzimatik lyszyme, enzim yang secara semulajadi terdapat dalam cecair seperti air mata, lendir dan air liur.

Enzim ini bertindak dengan lebih cekap di dinding bakteria positif gram, yang terakhir menjadi lebih terdedah kepada lisis.

Mekanisme enzim ini terdiri daripada hidrolisis pautan yang bersatu dengan blok monomerik peptidoglycan.

Dinding sel di gerbang

Kehidupan dibahagikan kepada tiga domain utama: bakteria, eukariot dan gerbang. Walaupun bakteria ingat yang terakhir ini, sifat dinding sel mereka berbeza.

Di gerbang mungkin ada dinding sel. Sekiranya terdapat komposisi kimia, ia berbeza -beza termasuk siri polisakarida dan protein, tetapi setakat ini tiada spesies dilaporkan dengan dinding peptidoglycan.

Walau bagaimanapun, mereka boleh mengandungi bahan yang dikenali sebagai pseudomurein. Sekiranya pewarnaan Gram digunakan, semuanya akan menjadi Gram negatif. Oleh itu, pewarna tidak berguna di gerbang.

Rujukan

1. Albers, s. V., & Meyer, b. H. (2011). Avelope sel archaeal. Kajian semula jadi mikrobiologi, 9(6), 414-426.
2. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,... & Walter, p. (2013). Biologi sel penting. Sains Garland.
3. Cooper, g. (2000). Sel: pendekatan molekul. Edisi ke -2. Associates Sinauer.
4. Cooper, g. M., & Hausman, r. Dan. (2007). Sel: pendekatan molekul. Washington, DC, Sunderland, MA.
5. CULLIMORE, d. R. (2010). Atlas praktikal untuk pengenalan bakteria. CRC Press.
6. Koebnik, r., Locher, k. P., & Van Gelder, p. (2000). Struktur dan Fungsi Protein Membran Luar Bakteria: Tong secara ringkas. Mikrobiologi molekul, 37(2), 239-253.
7. Lodish, h., Berk, a., Zipursky, s. L., Matsudaira, ms., Baltimore, d., & Darnell, J. (2000). Edisi Biologi Sel Molekul ke -4. Pusat Kebangsaan Maklumat Bioteknologi, Rak Buku.
8. Scheffers, d. J., & Pinho, m. G. (2005). Sintesis dinding sel bakteria: Wawasan baru dari kajian lokasi. Ulasan Biologi Mikrobiologi dan Molekul, 69(4), 585-607.
9. Tortora, g. J., Funke, b. R., & Kes, c. L. (2016). Mikrobiologi. Pengenalan. Pearson.