Murein, peptidoglukan olarak da bilinen bir bakteri hücre duvarı destek biyopolimeridir. Murein bir heteropolimerdir (N-asetilglukozamin ve N-asetilmuramik asit, kısa peptit zincirleriyle laktat kalıntılarıyla çapraz bağlanır). Canlıların üç alanından biri için belirleyici bir madde olarak bu polimerin elbette kendi yapısal ve işlevsel özellikleri vardır. Onları sıralamaya çalışalım.
Bakteri hücresinin yapısı
Bakteriler, prokaryotik organizmalardan oluşan geniş bir kümedir. Genetik aygıtları, bir zarla ayrılmış bir çekirdeğe dahil değildir. Bununla birlikte, evrimsel erken görünüme rağmen, bu organizmalar gezegenimizin tüm ortamlarına yayılmıştır. Petrol sahalarında, gayzerlerin kaynayan sularında, kuzey okyanuslarının soğuk sularında, hayvanların mide asitlerinde de yaşayabilirler. Negatif çevresel faktörlere karşı direnç, büyük ölçüde bakteri hücre duvarının temelini oluşturan özel bir madde sayesinde sağlanır. Madde murein.
Bir bakteri hücresi %80-85 sudan, kalan %20'den kural olarak yarısı protein, RNA'nın beşte biri, DNA'nın %5'i ve bazı lipidlerden oluşur. Hücre duvarı kuru maddenin %20'sini oluşturur.maddeler (bazı mikroorganizma türlerinde %50'ye kadar). Bu plakanın kalınlığı yaklaşık 0.01-0.045 mikrometredir.
Hücre duvarında Murein
Katı bir duvarın varlığı sadece bakteriler için değil, aynı zamanda mantarlar ve bitkiler için de karakteristiktir. Bununla birlikte, sadece prokaryotlarda benzer bir bileşime sahiptir. Bir bakterinin hücre duvarı, karmaşık bir mürein polisakarit molekülünden yapılmış güçlü bir kabuktur. Bir polipeptidin yapısı, peptit kalıntılarıyla birbirine bağlanan paralel polisakarit zincirlerinden oluşur. Modüler birim disakkarit muropeptittir (içinde asetil-D, asetilmuramik aside bağlıdır).
Mureinin oluşturduğu torbanın özelliklerini belirleyen ana özellik, kapalı bir polisakkarit zincir ağının varlığıdır. Bu, boşluksuz yoğun bir ağ oluşturur. Bu duvarın yoğunluğu türe özgüdür - bazı türlerde daha az yoğundur (E. coli), diğerlerinde ise daha fazladır (Staphylococcus aureus).
Biyolojide murein sadece bir polipeptit değil, aynı zamanda bakteri hücre duvarının eşlik eden bileşenleridir. Örneğin, Gram pozitif bakteriler ayrıca polisakkaritleri, taikoik asitleri, proteinleri veya diğer polipep titleri içerir. Gram-negatif bakterilerde bu tür kapanımlar daha da fazladır. Karmaşık liposakaritler, lipoproteinler, polipep titler ile karakterize edilirler.
Bu maddelerin bakteriyofaj virüslerine karşı korumanın yanı sıra agresif antibiyotiklere ve enzimlere karşı korumadaki rolü. Gram pozitif bakteriler kırılgan bir vücuda sahiptir. Gram negatif bakterilerde,çok sayıda ek inklüzyonun varlığı, murein iskeleti yumuşak bir koruyucu lipid zarı ile kaplıdır.
Peptidoglikan türleri
Murein sadece bakterilerde bulunan bir hücre duvarı bileşeni olmasına rağmen buna benzer yapılar da mevcuttur. Örneğin, bazı arkelerin (organel yapılarına sahip olmayan nükleer olmayan mikroorganizmalar) ve glokositofit alglerinin duvarında psödopeptidoglikan oluşur. Aynı işlevleri yerine getirir ve kompozisyon olarak murein'e benzer.
Mureinin bileşimi, yapısı
Yapı, n-asetilglukozamin ve n-asetilmuramik asit bileşenlerinden oluşan hücresel bir ağdır. Bağlar β1,4-glikosidik bağlardan oluşur. Çapraz bağlama, transpeptidaz enziminin etkisine dayanan peptit kalıntıları vasıtasıyla gerçekleştirilir. Böyle bir zincir D-glutamik asit, L-lisin, D-alanin, L-alanin içerir.
Aynı zamanda, tuhaflık, bu tür D-yapılarının yalnızca prokaryotik hücrelerde bulunmasıdır. Böylece oluşan polipeptit, bakteri hücre duvarının temelini oluşturan üç boyutlu bir yapı şeklini alır. Membrana güç, direnç ve stabilite sağlar.
Özellikler ve işlevler
Mureinin özellikleri, yapısına göre belirlenir. Mekanik ve destekleyici bir işlevi yerine getirmenin yanı sıra antijenik özelliklere sahiptir. Bu, bakteriler için çok yönlü koruyucu rolünü belirler.
Mureinin ana işlevlerinden biri, maddeleri bakterilerin içine ve dışına taşımaktır. Bu özellik katılımı belirlerökaryotik kemo- ve fotosentez, nitrojen fiksasyonu ve diğer önemli süreçlerde peptidoglikan. Hepsi hücre ve hücre duvarı tarafından sağlanan çevrenin etkileşimi ile ilişkilidir.
Aynı zamanda, sadece büyük moleküller bu maddenin hücresel ağını atlayamaz. Murein, örneğin antibiyotik ajanlara karşı seçici olarak geçirgendir. Bu özellik, insanın evrimi ve yapay seçilim sürecinde ortaya çıkar.
Bu yapının hücre hareketine katılımı, zar yapısına sahip olan ve mürein kesesi ile sıkı bir şekilde bağlantılı olan villus ve flagellanın varlığı ile ilişkilidir.
Peptidoglikanı oluşturan peptit zincirlerinin bileşimi sistematik bir özelliktir ve bu mikroorganizmaların taksonlarını ayırt etmeye yardımcı olur. Ek olarak, mureinin bakterilere verdiği şekle göre, onların grupları arasında ayrım yaparız - koklar (yuvarlak), çubuklar, spiroketler, vb.
Hücre duvarının yapısındaki ek inklüzyonların miktarı ve kalitesi iki büyük mikroorganizma kümesini belirler: gram pozitif ve gram negatif bakteriler. Ayırma dedektif boyama ile yapılır.
Murein kararlılığı
Murein bakteri hücre duvarının bir parçası olduğu için hem insanların hem de diğer organizmaların bağışıklık sistemi için bir sinyal maddesidir. Örneğin, lizozim enzimi, asetilglukozamin ve asetilmuramik asit kalıntıları arasındaki beta 1,4-glikosidik bağları parçalar, böylece peptidoglukanın hidrolizine ve bakterinin ölümüne neden olur.hücreler.
Lizozim, memeli tükürüğündeki antibakteriyel özelliklerini belirleyen enzimlerden biridir. Aynı zamanda muroendopeptidazın peptit zincirlerini de yok ederek polimerin tahrip olmasına neden olur. Oluşturulan antibiyotikler (örneğin penisilin, sefalosporin) peptidoglikan üretimini bozar. Sikloserin alanin sentezini bozar.
Bu maruziyete tepki olarak, bakteriler antibiyotiklerden korunmaya tepki verir. Laktamazların, transpeptidazların sentezinden sorumlu genetik dizilimdeki mutasyonlar, antibiyotiklere dirençli suşların ortaya çıkmasına neden olur. Ayrıca prokaryotların evrimsel tepkisi, zarın sikloserin ve diğer maddeler için geçirgenliğinde kademeli bir değişikliktir.
Murein biyolojide sürekli değişen bir sistemdir. Bu, yeni aktif ilaçların alınmasının kaçınılmaz olarak etkinliklerinde kademeli bir azalma ile ilişkili olduğu sürekli "antibiyotikler-yeni bakteri türleri" yarışını açıklar.
