- Mga katangian at istraktura
- Ang pader ng bakterya: isang network ng peptidoglycan
- Mga istruktura sa labas ng pader ng cell
- Mga pader ng bakterya ng atipikal na atypical
- Mga Tampok
- -Bolohikal na pag-andar ng bakterya cell pader
- Proteksyon
- Katapusan at hugis
- Site ng Anchor
- -Mga aplikasyon ng pader
- Pag-uuri ayon sa Gram stain
- Gram stain protocol
- Gram positibong bakterya cell pader
- Gram negatibong bakterya cell pader
- Medikal na mga kahihinatnan ng Gram stain
- Iba pang mga kulay
- Biosynthesis
- Pagkasira
- Ang pader ng cell sa Arqueas
- Mga Sanggunian
Ang pader ng bakterya ng cell ay isang kumplikado at semi-matibay na istraktura, na responsable sa pagbibigay ng proteksyon at hugis sa bakterya. Sa estruktura, binubuo ito ng isang molekula na tinatawag na peptidoglycan. Bilang karagdagan sa proteksyon laban sa mga pagbabago sa presyon, ang pader ng bakterya ay nagbibigay ng isang site ng pag-angkla para sa mga istruktura tulad ng flagella o pilis at tinukoy ang iba't ibang mga katangian na may kaugnayan sa birtud at pagkilos ng cell.
Ang isang malawak na ginagamit na pamamaraan upang maiuri ang mga bakterya ayon sa kanilang istraktura ng cell wall ay ang mantsang Gram. Ito ay binubuo ng isang sistematikong aplikasyon ng mga lilang at rosas na mga tina, kung saan ang bakterya na may isang makapal na dingding at mayaman sa peptidoglycan stain purple (gramo positibo) at yaong may isang manipis na dingding na napapalibutan ng lipopolysaccharides stain pink (gramo negatibo).
Pinagmulan pixabay.com
Bagaman ang iba pang mga organikong nilalang tulad ng archaea, algae, fungi at halaman ay may mga dingding ng cell, ang kanilang istraktura at komposisyon ay naiiba nang malaki mula sa pader ng bakterya.
Mga katangian at istraktura
Ang pader ng bakterya: isang network ng peptidoglycan
Sa biology ay karaniwang tinutukoy namin ang mga hangganan sa pagitan ng buhay at ang hindi nabubuhay gamit ang lamad ng plasma. Gayunpaman, maraming mga organismo na napapalibutan ng isang karagdagang hadlang: ang cell wall.
Sa bakterya, ang cell wall ay binubuo ng isang masalimuot at kumplikadong network ng isang macromolecule na tinatawag na peptidoglycan, na kilala rin bilang murein.
Bilang karagdagan, makakahanap kami ng iba pang mga uri ng mga sangkap sa dingding na pinagsama sa peptidoglycan, tulad ng mga karbohidrat at polypeptide na nag-iiba sa haba at istraktura.
Ang kemikal, ang peptidoglycan ay isang disaccharide na ang mga unit ng monomeric ay N-acetylglucosamine at N-acetylmuramic (mula sa ugat ng murus, na nangangahulugang pader).
Palagi kaming nakakahanap ng isang chain na nabuo ng tetrapeptides, na binubuo ng apat na residue ng amino acid na naka-link sa N-acetylmuramic.
Ang istraktura ng pader ng bakterya ng cell ay sumusunod sa dalawang mga scheme o dalawang pangkalahatang pattern, na kilala bilang positibo ng gramo at negatibo ng gramo. Sa susunod na seksyon ay malilikha natin ang ideyang ito.
Mga istruktura sa labas ng pader ng cell
Karaniwan ang cell wall ng bakterya ay napapalibutan ng ilang mga panlabas na istraktura, tulad ng glycocalyx, flagella, axial filament, fimbriae at pilis.
Ang glycocalyx ay binubuo ng isang gulamanous matrix na pumapalibot sa dingding, at may variable na komposisyon (polysaccharides, polypeptides, atbp.). Sa ilang mga bakteryang bakterya ang komposisyon ng kapsula na ito ay nag-aambag sa birtud. Ito rin ay isang mahalagang sangkap sa pagbuo ng mga biofilms.
Ang flagella ay mga filamentous na istruktura, na ang hugis ay kahawig ng isang latigo at nag-aambag sa kadaliang kumilos ng organismo. Ang natitirang bahagi ng nabanggit na mga filament ay nag-aambag sa pag-anchor ng cell, motility at pagpapalitan ng genetic material.
Mga pader ng bakterya ng atipikal na atypical
Bagaman ang istraktura na nabanggit sa itaas ay maaaring pangkalahatan sa karamihan ng mga organismo ng bakterya, may mga napaka-tiyak na mga eksepsyon na hindi umaayon sa scheme ng cell wall na ito, dahil kulang sila o may napakakaunting materyal.
Ang mga miyembro ng genus Mycoplasma at mga organismo na may kaugnayan sa phylogenetically ay kabilang sa pinakamaliit na bakterya na naitala. Dahil sa kanilang maliit na sukat, wala silang isang cell pader. Sa katunayan, sa una ay itinuturing silang mga virus at hindi bakterya.
Gayunpaman, kailangang may ilang paraan na ang mga maliit na bakterya na ito ay makakakuha ng proteksyon. Ginagawa nila ito salamat sa pagkakaroon ng mga espesyal na lipid na tinatawag na mga sterol, na nag-aambag sa proteksyon laban sa mga cell lysis.
Mga Tampok
-Bolohikal na pag-andar ng bakterya cell pader
Proteksyon
Ang pangunahing pag-andar ng cell wall sa bakterya ay upang magbigay ng proteksyon sa cell, na gumaganap bilang isang uri ng exoskeleton (tulad ng mga arthropod).
Ang mga bakterya ay naglalaman ng isang makabuluhang halaga ng mga natunaw na solute sa loob. Dahil sa hindi pangkaraniwang bagay ng osmosis, ang tubig na pumapalibot sa kanila ay susubukan na pumasok sa cell na lumilikha ng isang osmotic pressure, na kung hindi makontrol ay maaaring humantong sa lysis ng cell.
Kung ang pader ng bakterya ay hindi umiiral, ang tanging proteksiyon na hadlang sa loob ng cell ay ang marupok na lamad ng plasma ng isang lipid na kalikasan, na mabilis na magbubunga sa presyon na dulot ng kababalaghan ng osmosis.
Ang pader ng bakterya ng cell ay bumubuo ng isang proteksiyon na barricade laban sa mga pagbabago ng presyon na maaaring mangyari, na pumipigil sa cell lysis.
Katapusan at hugis
Salamat sa mga matigas na katangian nito, ang dingding ay tumutulong sa paghubog ng mga bakterya. Iyon ang dahilan kung bakit maaari nating pag-iba-iba sa pagitan ng iba't ibang mga anyo ng bakterya ayon sa elementong ito, at maaari nating gamitin ang katangian na ito upang maitaguyod ang isang pag-uuri batay sa pinaka karaniwang mga morpolohiya (cocci o bacilli, bukod sa iba pa).
Site ng Anchor
Sa wakas, ang cell wall ay nagsisilbing isang site ng pag-angkla para sa iba pang mga istraktura na may kaugnayan sa motility at pag-angkla, tulad ng flagella.
-Mga aplikasyon ng pader
Bilang karagdagan sa mga biological function na ito, ang dingding ng bakterya ay mayroon ding mga klinikal at taxonomic na aplikasyon. Tulad ng makikita natin sa ibang pagkakataon, ang dingding ay ginagamit upang makilala sa pagitan ng iba't ibang uri ng bakterya. Bukod dito, ginagawang posible ang istraktura upang maunawaan ang birtud ng bakterya at kung anong uri ng antibiotic na maaaring madaling kapitan.
Tulad ng mga sangkap ng kemikal ng pader ng cell ay natatangi sa bakterya (kulang sa host ng tao), ang sangkap na ito ay isang potensyal na target para sa pagbuo ng mga antibiotics.
Pag-uuri ayon sa Gram stain
Sa microbiology, ang mga mantsa ay malawakang ginagamit na mga pamamaraan. Ang ilan sa mga ito ay simple at ang layunin nila ay malinaw na ipakita ang pagkakaroon ng isang organismo. Gayunpaman, ang iba pang mga mantsa ay nasa uri ng pagkakaiba-iba, kung saan gumamit ang reaksyon ng mga tina depende sa uri ng bakterya.
Ang isa sa pinaka-malawak na ginamit na mga stain ng kaugalian sa microbiology ay ang Gram stain, isang pamamaraan na binuo noong 1884 ng bacteriologist na si Hans Christian Gram. Pinapayagan ng pamamaraan na ang mga bakterya ay maiuri sa malalaking grupo: positibo ang gramo at negatibo ang gramo.
Ngayon ito ay itinuturing na isang pamamaraan ng mahusay na medikal na utility, kahit na ang ilang mga bakterya ay hindi gumanti nang maayos sa kulay. Ito ay karaniwang inilalapat kapag ang bakterya ay bata at lumalaki.
Gram stain protocol
(i) Application ng pangunahing tina: ang isang sample na naayos ng init ay sakop ng isang pangunahing lilang tinain, kadalasang ginagamit ang kristal na lila. Ang mantsa na ito ay sumasalamin sa lahat ng mga cell na natagpuan sa sample.
(ii) Application ng yodo: pagkatapos ng maikling panahon, ang lilang dye ay tinanggal mula sa sample at yodo, isang ahente ng mordant, ay inilalapat. Sa yugtong ito, ang parehong gramo-positibo at negatibong bakterya ay namantsahan ng isang malalim na lila.
(iii) Paghugas: ang pangatlong hakbang ay nagsasangkot sa paghuhugas ng colorant na may isang solusyon sa alkohol o may halo ng alkohol-acetone. Ang mga solusyon na ito ay may kakayahang alisin ang kulay, ngunit mula lamang sa ilang mga halimbawa.
(iv) Application ng safranin: sa wakas, ang solusyon na inilapat sa nakaraang hakbang ay tinanggal at isa pang tina, safranin, ay inilalapat. Ito ay isang pangunahing kulay ng pula. Ang dye na ito ay hugasan at ang sample ay handa na sundin sa ilalim ng ilaw ng optical mikroskopyo.
Gram positibong bakterya cell pader
Sa hakbang (iii) ng paglamlam lamang ng ilang mga bakterya ay nagpapanatili ng lilang tinain, at ang mga ito ay kilala bilang mga positibong bacteria na gramo. Ang kulay ng safranin ay hindi nakakaapekto sa kanila, at sa pagtatapos ng kulay ang mga nabibilang sa ganitong uri ay sinusunod na lila.
Ang prinsipyo ng teoretikal na paglamlam ay batay sa istraktura ng pader ng cell ng bakterya, dahil nakasalalay ito sa pagtakas o hindi ng lila na tinain, na bumubuo ng isang kumplikadong kasama ang yodo.
Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng negatibong gramo at positibong bakterya ay ang dami ng peptidoglycan na kanilang naroroon. Ang mga gram positibo ay may isang makapal na layer ng tambalang ito na nagpapahintulot sa kanila na mapanatili ang kulay ng lilang, sa kabila ng kasunod na paghuhugas.
Ang violet crystal na pumapasok sa cell sa unang hakbang ay bumubuo ng isang kumplikadong may yodo, na nahihirapan itong tumakas kasama ang paghugas ng alkohol, salamat sa makapal na layer ng peptidoglycan na pumapalibot sa kanila.
Ang puwang sa pagitan ng layer ng peptidoglycan at ang cell lamad ay kilala bilang plasmic space at binubuo ng isang butil na butong binubuo ng lipoteichoic acid. Bilang karagdagan, ang mga positibong bakterya ng gramo ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang serye ng mga teichoic acid na naka-angkla sa dingding.
Ang isang halimbawa ng ganitong uri ng bakterya ay ang species na Staphylococcus aureus, na isang pathogen para sa mga tao.
Gram negatibong bakterya cell pader
Ang mga bakterya na hindi nagpapanatili ng paglamlam ng hakbang (iii) ay, sa pamamagitan ng panuntunan, negatibo ang gramo. Ito ang dahilan kung bakit inilalapat ang isang pangalawang dye (safranin) upang mailarawan ang pangkat ng mga prokaryote na ito. Kaya, ang mga negatibong bakterya ng gramo ay lilitaw na kulay rosas sa kulay.
Hindi tulad ng makapal na layer ng peptidoglycan na mayroong mga positibong bakterya, ang mga negatibong bakterya ay may mas manipis na layer. Bilang karagdagan, ipinakita nila ang isang layer ng lipopolysaccharides na bahagi ng kanilang cell wall.
Maaari naming gamitin ang pagkakatulad ng isang sanwits: ang tinapay ay kumakatawan sa dalawang mga lamad ng lipid at ang panloob o ang pagpuno ay magiging peptidoglycan.
Ang layer ng lipopolysaccharide ay binubuo ng tatlong pangunahing sangkap: (1) lipid A, (2) isang pangunahing polysaccharides, at (3) polysaccharides O, na gumaganap bilang isang antigen.
Kapag namatay ang naturang bakterya, naglalabas ito ng lipid A, na gumaganap bilang isang endotoxin. Ang lipid ay nauugnay sa mga sintomas na sanhi ng mga impeksyon ng mga bakterya na negatibo, tulad ng lagnat o paglubog ng mga daluyan ng dugo, bukod sa iba pa.
Ang manipis na layer na ito ay hindi nagpapanatili ng lilang dye na inilalapat sa unang hakbang, dahil tinanggal ng paghuhugas ng alkohol ang lipopolysaccharide layer (at kasama nito ang pangulay). Hindi sila naglalaman ng mga teichoic acid na nabanggit sa mga positibo ng gramo.
Ang isang halimbawa ng pattern na ito ng samahan ng pader ng cell ng bakterya ay ang sikat na E. coli bacteria.
Medikal na mga kahihinatnan ng Gram stain
Mula sa isang medikal na pananaw mahalaga na malaman ang istraktura ng pader ng bakterya, dahil ang gramo na positibong bakterya ay kadalasang madaling tinanggal sa pamamagitan ng aplikasyon ng mga antibiotics tulad ng penicillin at cephalosporin.
Sa kaibahan, ang mga bakterya na negatibong bakterya ay karaniwang lumalaban sa aplikasyon ng mga antibiotics na hindi tumagos sa lipopolysaccharide na hadlang.
Iba pang mga kulay
Bagaman ang Gram stain ay malawak na kilala at inilalapat sa laboratoryo, mayroon ding iba pang mga pamamaraan na ginagawang posible upang makilala ang mga bakterya ayon sa mga istrukturang aspeto ng pader ng cell. Ang isa sa kanila ay ang paglamlam ng acid na mahigpit na nagbubuklod sa mga bakterya na may mga materyales na tulad ng waks na nakadikit sa dingding.
Ginagamit ito nang partikular upang makilala ang pagkakaiba-iba ng mga species ng Mycobacterium mula sa iba pang mga species ng bakterya.
Biosynthesis
Ang synthesis ng bakterya ng pader ng cell ay maaaring mangyari sa cytoplasm ng cell o sa panloob na lamad. Kapag ang mga yunit ng istruktura ay na-synthesize, ang pagpupulong ng pader ay nalalabas sa labas ng bakterya.
Ang synthesis ng peptidoglycan ay nangyayari sa cytoplasm, kung saan nabuo ang mga nucleotide na magsisilbing precursors para sa macromolecule na bumubuo sa dingding.
Ang synthesis ay nagpapatuloy sa lamad ng plasma, kung saan nagaganap ang henerasyon ng mga lamad ng lipid compound. Sa loob ng lamad ng plasma, ang polimerisasyon ng mga yunit na bumubuo sa peptidoglycan ay nangyayari. Ang buong proseso ay tinutulungan ng iba't ibang mga enzyme ng bakterya.
Pagkasira
Ang cell wall ay maaaring magpahina ng pasasalamat sa gawaing enzymatic ng lysozyme, isang enzyme na natural na natagpuan sa likido tulad ng luha, uhog at laway.
Ang enzyme na ito ay kumikilos nang mas mahusay sa mga dingding ng mga positibong bakterya ng gramo, ang huli ay mas mahina sa lysis.
Ang mekanismo ng enzyme na ito ay binubuo ng hydrolysis ng mga bono na magkakasamang humawak ng mga bloke ng monomeric ng peptidoglycan.
Ang pader ng cell sa Arqueas
Ang buhay ay nahahati sa tatlong pangunahing domain: bakterya, eukaryotes, at archaea. Bagaman ang huli ay mababaw na nakapagpapaalala ng mga bakterya, naiiba ang likas na katangian ng kanilang cell wall.
Sa archaea maaaring mayroong o maaaring hindi isang cell pader. Kung umiiral ang komposisyon ng kemikal, nag-iiba ito, kabilang ang isang serye ng mga polysaccharides at protina, ngunit sa ngayon ay walang mga species na may pader na binubuo ng peptidoglycan ang naiulat.
Gayunpaman, maaari silang maglaman ng isang sangkap na kilala bilang pseudomurein. Kung ang mantsa ng Gram ay inilalapat, lahat sila ay negatibo ng gramo. Samakatuwid, ang paglamlam ay hindi kapaki-pakinabang sa archaea.
Mga Sanggunian
- Albers, SV, & Meyer, BH (2011). Ang archaeal cell sobre. Mga Review ng Kalikasan Mikrobiolohiya, 9 (6), 414–426.
- Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M., … & Walter, P. (2013). Mahalagang cell biology. Garland Science.
- Cooper, G. (2000). Ang Cell: Isang Molecular Diskarte. 2nd edition. Mga Associate ng Sinauer.
- Cooper, GM, & Hausman, RE (2007). Ang cell: isang molekular na diskarte. Washington, DC, Sunderland, MA.
- Cullimore, DR (2010). Praktikal na atlas para sa pagkilala sa bakterya. CRC Press.
- Koebnik, R., Locher, KP, & Van Gelder, P. (2000). Istraktura at pag-andar ng mga protina panlabas na lamad ng lamad: barrels sa isang maikling salita. Molekular na mikrobiology, 37 (2), 239–253.
- Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Ika-4 na edisyon ng molekular na cell. Pambansang Center para sa Impormasyon sa Biotechnology, Bookshelf.
- Mga Scheffers, DJ, & Pinho, MG (2005). Synthesis ng bakterya ng cell ng bakterya: mga bagong pananaw mula sa mga pag-aaral sa lokalisasyon. Mga Review ng Mikrobiology at Molecular Biology, 69 (4), 585-607.
- Tortora, GJ, Funke, BR, & Kaso, CL (2016). Mikrobiology. Isang pagpapakilala. Pearson.