PUWANG NG PERIPLASMIC: MGA KATANGIAN AT PAG-ANDAR - BIOLOGY - 2024

Ang periplasmic space ay isang rehiyon ng sobre o cell wall ng gramo-negatibong bakterya na maaaring makita ng mga electron microphotographs bilang ang puwang sa pagitan ng lamad ng plasma at ang panlabas na lamad ng mga ito.

Sa mga bakteryang positibo sa gramo, ang isang katulad na puwang ay maaari ring sundin, bagaman mas maliit, ngunit sa pagitan ng lamad ng plasma at ang cell pader, dahil ang mga ito ay walang isang dobleng lamad.

Ang scheme ng takip ng bakterya (Pinagmulan: Graevemoore sa Ingles Wikipedia sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang salitang "periplasmic space" ay orihinal na ginamit ni Mitchell noong 1961, na inilarawan ito, gamit ang ilang mga parameter ng physiological, tulad ng isang reservoir ng enzyme at isang "molekular na panala" sa pagitan ng dalawang mga lamad na lamad. Ang parehong mga salitang naglalarawan ay totoo pa rin hanggang ngayon.

Dapat tandaan ng mambabasa na ang cell sobre ng mga gramo na negatibong bakterya ay isang multi-layered at kumplikadong istraktura, lahat ng magkakaiba sa mga tuntunin ng kapal, komposisyon, pag-andar at pakikipag-ugnay, na parehong nababanat at lumalaban, dahil pinipigilan nito ang pagkabagsak ng mga cell. salamat sa katotohanan na pinapanatili nito ang panloob na presyon ng osmotic.

Kasama sa mga layer na ito ang cytoplasmic membrane, isang lipoprotein complex na nauugnay dito, at isang peptidoglycan layer na kasama sa periplasmic region; ang panlabas na lamad at karagdagang mga panlabas na layer na naiiba sa bilang, mga katangian at mga katangian ng physicochemical ayon sa isinasaalang-alang na mga species ng bakterya.

Ang salitang "periplasmic space" ay literal na tumutukoy sa puwang na pumapalibot sa lamad ng plasma at ito ang isa sa mga rehiyon ng sobre ng cell na kasangkot sa pagtatatag ng hugis, higpit at paglaban laban sa osmotic stress.

katangian

Pangkalahatang katangian

Ang iba't ibang mga pag-aaral ng cytological ay nagpakita na ang periplasmic space ay hindi isang likido na sangkap, ngunit sa halip isang gel na kilala bilang periplasm. Binubuo ito ng network ng peptidoglycan at iba't ibang mga sangkap ng protina at molekular.

Ang peptidoglycan ay binubuo ng paulit-ulit na mga yunit ng disaccharide N-acetyl glucosamine-N-acetylmuramic acid, na kung saan ay naka-link sa pamamagitan ng pentapeptide side chain (oligopeptides ng 5 amino acid residues).

Sa mga bacteria na negatibong bakterya ang puwang na ito ay maaaring mag-iba sa kapal mula 1 nm hanggang 70 nm at maaaring kumatawan ng hanggang sa 40% ng kabuuang dami ng cell ng ilang mga bakterya.

Ang nasabing isang kompartimento ng mga selula ng bakterya na negatibong bakterya ay naglalaman ng isang malaking proporsyon ng mga natutunaw na tubig na protina at, samakatuwid, mga katangian ng polar. Sa katunayan, ang mga eksperimentong protocol ay itinatag na ang puwang na ito ay maaaring maglaman ng hanggang sa 20% ng kabuuang nilalaman ng tubig ng mga cell.

Mga katangian ng istruktura

Ang panlabas na lamad ay malapit na nauugnay sa peptidoglycan na kasama sa periplasm salamat sa pagkakaroon ng isang maliit at masaganang protina na tinatawag na lipoprotein ng Braun o murein lipoprotein. Ang protina na ito ay nakikipag-ugnay sa panlabas na lamad sa pamamagitan ng pagtatapos ng hydrophobic nito at tumuturo sa periplasmic space.

Karamihan sa mga enzymes sa periplasmic na rehiyon ng bakterya cell pader ay hindi covalently nakatali sa anumang istruktura na bahagi ng dingding, ngunit puro sa mga pinalawak na rehiyon ng periplasmic space na kilala bilang polar bulsa o "polar caps".

Ang mga protina na covalently ay nakatali sa ilang mga sangkap na istruktura sa periplasm ay nakatali, ayon sa maraming mga linya ng eksperimentong ebidensya, hanggang sa lipopolysaccharides na naroroon sa lamad ng plasma o sa panlabas na lamad.

Ang lahat ng mga protina na naroroon sa periplasmic space ay isinalin mula sa cytoplasm sa pamamagitan ng dalawang mga landas ng pagtatago o mga sistema: ang klasikal na sistema ng pagtatago (Sec) at ang dobleng arginine translocation system o "twin arginine translocation system" (TAT).

Ang sistemikal na sistema ay nagsalin ng mga protina sa kanilang hindi nabuksan na pagbabagong-anyo at sila ay nakatiklop ng post-translationally ng mga kumplikadong mekanismo, habang ang mga substrate ng TAT system ay ganap na nakatiklop at aktibong aktibo na isinalin.

Pangkalahatang mga katangian ng pagganap

Sa kabila ng pagiging pareho ng rehiyon ng spatial, ang mga pag-andar ng periplasmic space at peptidoglycan network ay malaki ang pagkakaiba-iba, dahil ang dating pag-andar para sa tirahan ng mga sangkap ng protina at enzymatic, at ang huli ay nagsisilbing suporta at pampalakas para sa sobre. cellular.

Ang bacterial cell na "kompartimento" na ito ay nagtataglay ng maraming mga protina na nakikilahok sa ilang mga proseso ng pag-aasam ng nutrisyon. Kabilang sa mga ito ay ang mga hydrolytic enzymes na may kakayahang mag-metabolize ng mga phosphorylated compound at mga nucleic acid.

Ang mga protein protein ay maaari ding matagpuan, iyon ay, mga protina na lumahok sa transportasyon ng mga sangkap sa cell sa mas matatag at assimilable chemical form.

Bilang karagdagan, ang sinabi ng rehiyon ng cell wall ay karaniwang naglalaman ng maraming mga protina na kinakailangan para sa synthesis ng peptidoglycan, pati na rin ang iba pang mga protina na nakikilahok sa pagbabago ng mga compound na potensyal na nakakalason sa cell.

Mga Tampok

Ang periplasmic space ay makikita bilang isang functional na pagpapatuloy at ang lokasyon ng marami sa mga protina nito ay nakasalalay, sa halip na sa mga pisikal na limitasyon sa loob ng kompartimento, sa lokasyon ng ilan sa mga sangkap na istruktura na kanilang pinagbubuklod.

Nagbibigay ang kompartimasyong ito ng isang kapaligiran sa pag-oxidizing kung saan maraming istruktura ng protina ang maaaring magpapatatag sa pamamagitan ng mga tulay na disulfide (SS).

Ang pagkakaroon ng cell kompartimento na ito sa mga bakterya ay nagbibigay-daan sa kanila na mag-sunud-sunod ng mga potensyal na mapanganib na mga nakapangingilabot na mga enzyme tulad ng RNases at alkaline phosphatases, at sa kadahilanang ito ay kilala bilang evolutionary precursor ng lysosome sa mga eukaryotic cells.

Ang iba pang mahahalagang pag-andar ng periplasmic space ay kasama ang transportasyon at chemotaxis ng mga amino acid at sugars, bilang karagdagan sa pagkakaroon ng mga protina na may mga function na tulad ng chaperone na gumagana sa biogenesis ng sobre ng cell.

Ang mga protina na tulad ng chaperone sa periplasmic space ay mga protina ng accessory na nag-aambag sa natitiklop na catalysis ng mga protina na isinalin sa kompartimento na ito. Kabilang sa mga ito ang ilang mga protina na disulfide-isomerases, na may kakayahang maitaguyod at palitan ng mga tulay ng disulfide.

Ang malaking bilang ng mga nakapanghihinayang enzymes ay matatagpuan sa periplasm. Ang alkalina phosphatase ay isa sa mga ito at matatagpuan na nauugnay sa lamad lipopolysaccharides. Ang pangunahing pag-andar nito ay upang i-hydrolyze ang mga phosphorylated na compound ng isang kakaibang likas.

Ang ilang mga pag-aaral sa physiological ay nagpakita na ang mga molekula na may mataas na enerhiya tulad ng GTP (guanosine 5'-triphosphate) ay hydrolyzed ng mga phosphate na ito sa periplasmic space at na ang molekula ay hindi nakikipag-ugnay sa cytoplasm.

Ang periplasmic space ng ilang mga denitrifying bacteria (may kakayahang mabawasan ang nitrites sa nitrogen gas) at chemolytoautotrophs (na maaaring kunin ang mga electron mula sa mga di-nakagagaling na mapagkukunan) ay naglalaman ng mga electron-transporting protein.

Mga Sanggunian

1. Costerton, J., Ingram, J., & Cheng, K. (1974). Istraktura at Pag-andar ng Cell Envelope ng Gram-Negative Bacteria. Mga Review sa Bacteriological, 38 (1), 87–110.
2. Dmitriev, B., Toukach, F., & Ehlers, S. (2005). Patungo sa isang komprehensibong pagtingin sa pader ng cell ng bakterya. Ang mga uso sa Microbiology, 13 (12), 569-574.
3. Koch, AL (1998). Ang Biophysics ng Gram-Negative Periplasmic Space. Mga Kritikal na Review sa Microbiology, 24 (1), 23–59.
4. Macalister, TJ, Costerton, JW, Thompson, L., Thompson, J., & Ingram, JM (1972). Pamamahagi ng Alkaline Phosphatase Sa loob ng Periplasmic Space ng Gram-Negative Bacteria. Journal of Bacteriology, 111 (3), 827–832.
5. Merdanovic, M., Clausen, T., Kaiser, M., Huber, R., & Ehrmann, M. (2011). Kontrol ng Marka ng Protina sa Bacterial Periplasm. Annu. Rev. Microbiol. , 65, 149-168.
6. Missiakas, D., & Raina, S. (1997). Protina ng Protein sa Bacterial Periplasm. Journal of Bacteriology, 179 (8), 2465–2471.
7. Prescott, L., Harley, J., & Klein, D. (2002). Microbiology (5th ed.). Ang Kumpanya ng McGraw-Hill.
8. Stock, J., Rauch, B., & Roseman, S. (1977). Periplasmic Space sa Salmonella typhimurium. Ang Journal of Biological Chemistry, 252 (21), 7850-7861.