Procariotele au pereți celulari?

Procariote reprezintă una dintre cele două mari clasificări ale vieții. Ceilalți sunt eucariote.

Procariotele sunt deosebite de nivelul lor mai scăzut de complexitate. Toate sunt microscopice, deși nu neapărat unicelulare. Acestea sunt împărțite în domenii archaea și bacterii, dar marea majoritate a speciilor procariote cunoscute sunt bacterii, care se află pe Pământ de aproximativ 3,5 miliarde de ani.

Celulele procariote nu au nuclei sau organite legate de membrană. Cu toate acestea, 90% dintre bacterii au pereții celulari, de care, cu excepția celulelor vegetale și a unor celule fungice, lipsesc celulele eucariote. Acești pereți celulari formează stratul cel mai exterior de bacterii și fac parte din capsulă bacteriană.

Acestea stabilizează și protejează celula și sunt vitale pentru ca bacteriile să poată infecta celulele gazdă, precum și răspunsul bacteriei la antibiotice.

Toate celulele din natură au multe caracteristici comune. Una dintre acestea este prezența unui exterior

O a treia este includerea materialului genetic sub formă de ADN, sau acidul dezoxiribonucleic. Un al patrulea este prezența ribozomi, care produc proteine. Fiecare celulă vie folosește ATP (adenozin trifosfat) pentru energie.

Structura procariotelor este simplă. În aceste celule, ADN-ul, mai degrabă decât ambalat într-un nucleu închis într-o membrană nucleară, se găsește mai vag adunat în citoplasmă, sub forma unui corp numit nucleoid.

Acest lucru este în mod normal sub forma unui cromozom circular.

Ribozomii celulei procariote se găsesc împrăștiate în citoplasma celulară, în timp ce în eucariote, unele dintre ele se găsesc în organite precum aparate Golgi si reticul endoplasmatic. Slujba ribozomilor este sinteza proteinelor.

Bacteriile se reproduc prin fisiune binară sau, pur și simplu, împărțindu-se în două și împărțind componentele celulare în mod egal, inclusiv informațiile genetice din singurul cromozom mic.

Spre deosebire de mitoză, această formă de diviziune celulară nu necesită etape distincte.

Peptidoglicanii unici: Toți pereții celulari ai plantelor și pereții celulari bacterieni constau în principal din lanțuri de carbohidrați.

Dar, în timp ce pereții celulelor vegetale conțin celuloză, pe care o veți vedea listată în ingredientele numeroaselor alimente, pereții celulelor bacteriene conțin o substanță numită peptidoglican, ceea ce nu veți face.

Acest peptidoglican, care este găsit doar la procariote, vine în diferite tipuri; conferă celulei în ansamblu forma sa și conferă protecție celulei împotriva insultelor mecanice.

Peptidoglicanii constau dintr-o coloană vertebrală numită glican, care constă în sine acid muramic și glucozamina, ambele având la rândul lor grupări acetil atașate la atomii lor de azot. Acestea includ, de asemenea, lanțuri peptidice de aminoacizi care sunt reticulate cu alte lanțuri peptidice din apropiere.

Puterea acestor interacțiuni „punte” variază foarte mult între diferiți peptidoglicanii și, prin urmare, între diferite bacterii.

Această caracteristică, așa cum veți vedea, permite bacteriilor să fie clasificate în tipuri distincte pe baza modului în care reacționează pereții celulari la o anumită substanță chimică.

Legăturile încrucișate sunt formate prin acțiunea unei enzime numite a transpeptidaza, care este ținta unei clase de antibiotice utilizate pentru combaterea bolilor infecțioase la om și alte organisme.

În timp ce toate bacteriile au un perete celular, compoziția sa se schimbă de la specie la specie datorită diferențelor în conținutul de peptidoglican din care pereții celulari sunt parțial sau preponderent.

Bacteriile pot fi separate în două tipuri numite gram-pozitive și gram-negative.

Acestea poartă numele biologului Hans Christian Gram, un pionier în biologia celulară care a dezvoltat o tehnică de colorare în anii 1880, numită în mod adecvat Pata Gram, care a determinat anumite bacterii să devină violet sau albastru și altele să devină roșii sau roz.

Fostul tip de bacterie a ajuns să fie cunoscut sub numele de gram-pozitiv, iar proprietățile lor de colorare sunt atribuite faptului că pereții lor celulari conțin o fracțiune foarte mare de peptidoglican în raport cu întregul perete.

Bacteriile cu culoare roșie sau roz sunt cunoscute sub numele de gram-negativși, după cum ați putea ghici, aceste bacterii au pereți care constau din cantități modeste până la mici de peptidoglican.

La bacteriile gram-negative, o membrană subțire se află în afara peretelui celular, formând plicul celulei.

Acest strat este similar cu membrana plasmatică a celulei care se află pe cealaltă parte a peretelui celular, mai aproape de interiorul celulei. În unele celule gram-negative, cum ar fi E. coli, membrana celulară și învelișul nuclear vin de fapt în contact în unele locuri, pătrunzând peptidoglicanul peretelui subțire între.

Acest anvelopă nucleară conține molecule extinse spre exterior, numite lipopolizaharide, sau LPS. Din interiorul acestei membrane se extind lipoproteine ​​de mureină care sunt atașate la capătul îndepărtat de exteriorul peretelui celular.

Bacteriile gram-pozitive au un perete celular gros al peptidoglicanului, gros de aproximativ 20 până la 80 nm (nanometri sau o miliardime de metru).

Exemplele includ stafilococi, streptococi, lactobacili și Bacil specii.

Aceste bacterii se colorează mov sau roșu, dar de obicei purpuriu, cu pată Gram, deoarece peptidoglicanul păstrează colorantul violet aplicat la începutul procedurii când preparatul este spălat ulterior cu alcool.

Acest perete celular mai robust oferă bacteriilor gram-pozitive mai multă protecție împotriva majorității insultelor exterioare în comparație cu bacteriile gram-negative, deși conținut ridicat de peptidoglican dintre aceste organisme își transformă zidurile într-o cetate unidimensională, ceea ce face la rândul său o strategie oarecum mai ușoară cu privire la modul de distrugere a acesteia.

•••Știința

Bacteriile gram-pozitive sunt, în general, mai predispuse la antibiotice care vizează peretele celular decât sunt specie gram-negativă, deoarece este expusă mediului în loc să stea sub sau în interiorul unei celule plic.

Straturile de peptidoglican de bacterii gram-pozitive sunt de obicei bogate în molecule numite acizi teichoici, sau TA.

Acestea sunt lanțuri de carbohidrați care ajung prin stratul de peptidoglican și, uneori, trec.

Se crede că TA stabilizează peptidoglicanul în jurul său pur și simplu făcându-l mai rigid, mai degrabă decât exercitând orice proprietăți chimice.

TA este parțial responsabilă de capacitatea anumitor bacterii gram-pozitive, cum ar fi speciile streptococice, de a se lega proteine ​​specifice de pe suprafața celulelor gazdă, ceea ce le facilitează capacitatea de a provoca infecții și în multe cazuri boală.

Atunci când bacteriile sau alte microorganisme sunt capabile să provoace boli infecțioase, acestea sunt denumite patogen.

Pereții celulari ai bacteriilor din Familia micobacteriilorPe lângă faptul că conțin peptidoglican și TA, au un strat extern „ceros” din acizi micolici. Aceste bacterii sunt cunoscute sub numele de „acid-rapid,”Deoarece sunt necesare pete de acest tip pentru a pătrunde în acest strat ceros pentru a permite examinarea microscopică utilă.

Bacteriile gram-negative, ca și omologii lor gram-pozitivi, au pereți celulari peptidoglicanici.

Cu toate acestea, peretele este mult mai subțire, cu o grosime de doar aproximativ 5-10 nm. Acești pereți nu se colorează violet cu pata Gram, deoarece conținutul lor mai mic de peptidoglican înseamnă peretele nu poate păstra mult colorant atunci când preparatul este spălat cu alcool, rezultând o culoare roz sau roșiatică în Sfârșit.

După cum sa menționat mai sus, peretele celular nu este cel mai exterior dintre aceste bacterii, ci este acoperit de o altă membrană plasmatică, de învelișul celular sau de membrană exterioară.

Acest strat are o grosime de aproximativ 7,5 până la 10 nm, rivalizând sau depășind grosimea peretelui celular.

La majoritatea bacteriilor gram-negative, învelișul celular este legat de un tip de moleculă de lipoproteine ​​numită lipoproteina lui Braun, care, la rândul său, este legată de peptidoglicanul peretelui celular.

Bacteriile gram-negative sunt, în general, mai puțin sensibile la antibiotice care vizează peretele celular, deoarece nu sunt expuse mediului; are în continuare membrana exterioară pentru protecție.

În plus, în bacteriile gram-negative, o matrice asemănătoare gelului ocupă teritoriul din peretele celular și din afara membranei plasmatice numit spațiu periplasmatic.

Componenta peptidoglicanică a peretelui celular al bacteriilor gram-negative are o grosime de doar 4 nm.

În cazul în care un perete celular bacterian gram-pozitiv ar avea mai mulți peptidoglicani pentru a-și da substanța peretelui, un bug gram-negativ are în stoc alte instrumente în membrana sa externă.

Fiecare moleculă LPS este compusă dintr-o subunitate lipidică bogată în acizi grași, o polizaharidă mică și un lanț lateral O realizat din molecule asemănătoare zahărului. Acest lanț din partea O formează partea exterioară a LPS.

Compoziția exactă a lanțului lateral variază între diferite specii bacteriene.

Porțiuni din lanțul O, cunoscute sub numele de antigeni, pot fi identificate prin teste de laborator pentru identificare tulpini bacteriene patogene specifice (o „tulpină” este un subtip al unei specii bacteriene, ca o rasă de câine).

Archaea sunt mai diverse decât bacteriile și la fel și pereții lor celulari. În special, acești pereți nu conțin peptidoglican.

Mai degrabă, ele conțin de obicei o moleculă numită în mod similar numită pseudopeptidoglican, sau pseudomureina. În această substanță, o porțiune de peptidoglican obișnuit numită NAM este înlocuită cu o subunitate diferită.

Unele archaea pot avea în schimb un strat de glicoproteine sau polizaharide care înlocuiește peretele celular în locul pseudopeptidoglicanului. În cele din urmă, ca și în cazul anumitor specii bacteriene, câteva arhee lipsesc cu totul pereții celulari.

Archaea care conține pseudomureină sunt insensibil la antibiotice din clasa penicilinei deoarece aceste medicamente sunt inhibitori ai transpeptidazei care acționează pentru a interfera cu sinteza peptidoglicanului.

În aceste arhee, nu există peptidoglicanii sintetizați și, prin urmare, nimic pentru care penicilinele să acționeze.

Celulele bacteriene lipsite de pereți celulari pot avea structuri suplimentare de suprafață celulară în plus față de cele discutate, cum ar fi glicocalice (singular este glicocalix) și straturi S.

Un glicocalix este un strat de molecule asemănătoare zahărului care vine în două tipuri principale: capsule și straturi de nămol. O capsulă este un strat bine organizat de polizaharide sau proteine. Un strat de nămol este organizat mai puțin strâns și este mai puțin strâns atașat de peretele celular de dedesubt decât un glicocalix.

Ca rezultat, un glicocalix este mai rezistent la spălare, în timp ce un strat de nămol poate fi mai ușor deplasat. Stratul de nămol poate fi compus din polizaharide, glicoproteine ​​sau glicolipide.

Aceste variații anatomice se pretează la o mare semnificație clinică.

Glicocalizele permit celulelor să se lipească de anumite suprafețe, ajutând la formarea coloniilor de organisme numite biofilme care pot forma mai multe straturi și pot proteja indivizii din grup. Din acest motiv, majoritatea bacteriilor sălbatice trăiesc în biofilme formate din comunități bacteriene mixte. Biofilmele împiedică acțiunea antibioticelor, precum și a dezinfectanților.

Toate aceste atribute contribuie la dificultatea eliminării sau reducerii microbilor și eradicării infecțiilor.

Tulpinile bacteriene care sunt rezistente în mod natural la un anumit antibiotic datorită unei mutații avantajoase șanse sunt „selectate” pentru populațiile umane deoarece acestea sunt bug-urile lăsate în urmă atunci când sunt susceptibile la antibiotice sunt ucise, iar aceste „superbuguri” se înmulțesc și continuă să provoace boală.

Până în al doilea deceniu al secolului 21, o varietate de bacterii gram-negative a devenit din ce în ce mai mare rezistent la antibiotice, ceea ce duce la creșterea bolii și a decesului cauzat de infecții și la creșterea asistenței medicale cheltuieli. Rezistența la antibiotice este un exemplu arhetipal de secțiune naturală pe scări de timp observabile pentru oameni.

Exemplele includ:

• E. coli, care provoacă infecții ale tractului urinar (ITU).
• Acinetobacter baumanii, care cauzează probleme în principal în mediile de îngrijire a sănătății.
• Pseudomonas aeruginosa, care provoacă infecții sanguine și pneumonie la pacienții spitalizați și pneumonie la pacienții cu boală moștenită fibroză chistică.
• Klebsiella pneumoniae, care este responsabil pentru o mulțime de infecții în mediile asociate asistenței medicale, printre care pneumonie, infecții cu sânge și ITU.
• Neisseria gonorrhoeae, care cauzează boala cu transmitere sexuală gonoree, a doua boală infecțioasă cel mai frecvent raportată în S.U.A.

Cercetătorii medicali lucrează pentru a ține pasul cu bug-urile rezistente, ceea ce înseamnă o cursă de înarmare microbiologică.