Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Клеточная оболочка содержит внутреннюю клеточную мембрану и клеточную стенку из в бактерии . У грамотрицательных бактерий также присутствует внешняя мембрана . [1] Эта оболочка отсутствует у молликутов, у которых отсутствует клеточная стенка.

Оболочки бактериальных клеток делятся на две основные категории: грамположительные и грамотрицательные, которые различаются окрашиванием по Граму . Любой тип может иметь капсулу из полисахаридов для дополнительной защиты. Как группа они известны как инкапсулированные в полисахариды бактерии .

Функция [ править ]

Как и у других организмов, стенка бактериальной клетки обеспечивает структурную целостность клетки. У прокариот основной функцией клеточной стенки является защита клетки от внутреннего тургорного давления, вызванного гораздо более высокими концентрациями белков и других молекул внутри клетки по сравнению с ее внешней средой. Стенка бактериальной клетки отличается от стенок всех других организмов наличием пептидогликана (поли- N- ацетилглюкозамина и N- ацетилмурамовой кислоты), который расположен непосредственно за пределами цитоплазматической мембраны . Пептидогликанотвечает за жесткость клеточной стенки бактерий и за определение формы клеток. Он относительно пористый и не считается барьером для проницаемости для небольших субстратов. Хотя все стенки бактериальных клеток (за некоторыми исключениями, например, внутриклеточные паразиты, такие как Mycoplasma ) содержат пептидогликан, не все клеточные стенки имеют одинаковую общую структуру. Это особенно выражено в классификации на грамположительные и грамотрицательные бактерии.

Типы оболочек бактериальных клеток [ править ]

Стенка грамположительных клеток [ править ]

Схема типичной грамположительной клеточной стенки, показывающая расположение N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты ; Тейхоевые кислоты не показаны.

Стенка грамположительных клеток характеризуется наличием очень толстого слоя пептидогликана, который отвечает за удерживание красителей кристаллического фиолетового во время процедуры окрашивания по Граму . Он обнаружен исключительно в организмах, принадлежащих к Actinobacteria (или грамположительным организмам с высоким% G + C) и Firmicutes (или низким% G + C грамположительным организмам). Бактерии из группы Deinococcus-Thermus также могут проявлять грамположительное окрашивание, но содержат некоторые структуры клеточной стенки, типичные для грамотрицательных организмов. В стенку грамположительных клеток встроены полиспирты, называемые тейхоевыми кислотами , некоторые из которых связаны липидами с образованием липотейхоевых кислот . Потому чтолипотейхоевые кислоты ковалентно связаны с липидами внутри цитоплазматической мембраны, они ответственны за связывание пептидогликана с цитоплазматической мембраной . Тейхоевые кислоты придают грамположительной клеточной стенке общий отрицательный заряд из-за наличия фосфодиэфирных связей между мономерами тейхоевой кислоты .

Вне клеточной стенки многие грамположительные бактерии имеют S-слой «плиточных» белков. S-слой способствует прикреплению и образованию биопленки. За пределами S-слоя часто находится капсула полисахаридов. Капсула помогает бактерии избежать фагоцитоза хозяина. В лабораторной культуре S-слой и капсула часто теряются в результате редуктивной эволюции (потеря признака при отсутствии положительного отбора).

Стенка грамотрицательных клеток [ править ]

Схема типичной грамотрицательной клеточной стенки, показывающая расположение N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты и внешней мембраны, содержащей липополисахарид .

Стенка грамотрицательных клеток содержит более тонкий слой пептидогликана, прилегающий к цитоплазматической мембране, чем грамположительная стенка, которая ответственна за неспособность клеточной стенки удерживать окрашивание кристаллическим фиолетовым при обесцвечивании этанолом во время окрашивания по Граму . В дополнение к слою пептидогликана грамотрицательная клеточная стенка также содержит дополнительную внешнюю мембрану, состоящую из фосфолипидов и липополисахаридов, которые обращены во внешнюю среду. Высокозаряженная природа липополисахаридов придает общий отрицательный заряд грамотрицательной клеточной стенке. Химическая структура внешней мембранылипополисахариды часто уникальны для конкретных бактериальных штаммов (т. е. подвидов) и ответственны за многие антигенные свойства этих штаммов.

Как фосфолипидный бислой , липидная часть внешней мембраны в значительной степени непроницаема для всех заряженных молекул. Однако во внешней мембране присутствуют каналы, называемые поринами , которые обеспечивают пассивный транспорт многих ионов , сахаров и аминокислот через внешнюю мембрану. Следовательно, эти молекулы присутствуют в периплазме , области между плазматической мембраной и внешней мембраной. Периплазмы содержит слой пептидогликана и многие белки , ответственные за связывание или субстрат гидролизаи прием внеклеточных сигналов. Считается, что периплазма существует в виде геля, а не жидкости из-за высокой концентрации белков и пептидогликана, обнаруженных в ней. Благодаря своему расположению между цитоплазматической и внешней мембранами, полученные сигналы и связанные субстраты доступны для транспортировки через цитоплазматическую мембрану с использованием встроенных в нее транспортных и сигнальных белков.

В природе многие некультивируемые грамотрицательные бактерии также имеют S-слой и капсулу . Эти структуры часто теряются при лабораторном выращивании.

Микобактерии (кислотоустойчивые бактерии) [ править ]

Микобактерии имеют клеточной оболочки , который не является типичным грамм-положительных или грамм-негативов. Оболочка микобактериальных клеток не состоит из внешней мембраны, характерной для грамотрицательных препаратов, но имеет значительную структуру стенки пептидогликан-арабиногалактан-миколиновая кислота, которая обеспечивает внешний барьер проницаемости. Следовательно, считается, что существует отдельный отсек «псевдопериплазмы» между цитоплазматической мембраной и этим внешним барьером. Природа этого отсека изучена недостаточно. [2] Кислотоустойчивые бактерии , такие как микобактерии , устойчивы к обесцвечиванию кислотами во время процедур окрашивания. Высокое Миколиновые кислоты содержания микобактерий, отвечает за картину окрашивания: плохое всасывание с последующим высоким удерживанием. Наиболее распространенным методом окрашивания, используемым для идентификации кислотоустойчивых бактерий, является окраска по Цилю-Нильсену или кислотостойкая окраска , при которой кислотоустойчивые бациллы окрашиваются в ярко-красный цвет и четко выделяются на синем фоне.

Бактерии без клеточной стенки [ править ]

Облигатные внутриклеточные бактерии семейства Chlamydiaceae уникальны по своей морфологии, поскольку не содержат обнаруживаемых количеств пептидогликанов. [3] Однако внеклеточные формы этих грамотрицательных бактерий сохраняют свою структурную целостность из-за слоя сшитого дисульфидными связями слоя богатых цистеином белков, который расположен между цитоплазматической мембраной и внешней мембраной аналогично пептидогликану. слой в других грамотрицательных бактериях. [4] Во внутриклеточных формах бактерий не обнаруживается поперечная дисульфидная связь, что делает эту форму более хрупкой с механической точки зрения.

Оболочки клеток бактериального класса молликутов не имеют клеточной стенки. [5] Основными патогенными бактериями этого класса являются микоплазма и уреаплазма . [5]

Бактерии L-формы - это штаммы бактерий, у которых отсутствуют клеточные стенки, полученные от бактерий, которые обычно обладают клеточными стенками. [6]

См. Также [ править ]

  • Вирусный конверт

Ссылки [ править ]

  1. ^ " конверт " в Медицинском словаре Дорланда
  2. ^ IC Sutcliffe, DJ Harrington. Липопротеины Mycobacterium tuberculosis: обильный и функционально разнообразный класс компонентов клеточной оболочки. Обзоры FEMS Microbiology 28 (2004) 645-759
  3. Перейти ↑ Chopra I, Storey C, Falla TJ, Pearce JH. Антибиотики, синтез и геномика пептидогликана: новый взгляд на хламидийную аномалию. Микробиология. 1998 144 (Pt 10): 2673-8.
  4. ^ Люк ТП. Сшитые дисульфидом белки оболочки: функциональный эквивалент пептидогликана в хламидиях? J. Bacteriol. 1996 178: 1–5.
  5. ^ a b Rottem S (апрель 2003 г.). «Взаимодействие микоплазм с клетками-хозяевами». Physiol. Ред . 83 (2): 417–32. DOI : 10.1152 / Physrev.00030.2002 . PMID  12663864 .
  6. ^ Ливер M, Домингес-Куэвас P, Coxhead JM, Daniel RA, Errington J (февраль 2009). «Жизнь без стены или машины деления в Bacillus subtilis». Природа . 457 (7231): 849–53. DOI : 10,1038 / природа07742 . PMID 19212404 .