Murein este ... Compoziția și proprietățile mureinei

Murein este un biopolimer de bază al peretelui celular bacterian, cunoscut și ca peptidoglucan. Murein - un heteropolimer (resturi de acid N-Acetil-glucozamină și N-acetilmuranic lactatul reticulat prin intermediul lanțurilor peptidice scurte). Ca substanță determinantă pentru unul din cele trei domenii ale ființelor vii, acest polimer are cu siguranță proprietăți și funcții structurale proprii. Să încercăm să le dezasamblam.

Structura celulei bacteriene

Bacteriile sunt un vast grup de organisme procariote. Aparatul lor genetic nu este închis într-o membrană separată de membrană. Cu toate acestea, în ciuda aspectului evolutiv devreme, aceste organisme s-au răspândit în toate mediile planetei noastre. Ei pot trăi în câmpuri petroliere, în apă fierbinte de gheizere, în apele reci ale oceanelor din nord, în acizi de stomac de animale. Rezistența la factorii de mediu negativi se datorează în mare parte unei substanțe speciale care formează baza peretelui celular bacterian. Substanța este mureina.

O celulă de bacterii constă în 80-85% apă, din restul de 20%, de regulă jumătate constă din proteine, o cincime din ARN, 5% din ADN și câteva lipide. Peretele celular reprezintă 20% din substanța uscată (la unele specii de microorganisme, chiar până la 50%). Grosimea acestei plăci este de aproximativ 0,01-0,045 micrometri.

Murein în peretele celular

Prezența unui perete solid este caracteristică nu numai a bacteriilor, ci și a ciupercilor și plantelor. Cu toate acestea, numai în prokaryotes are o compoziție similară. Peretele celular al bacteriei este o armură puternică dintr-o moleculă complexă a polizaharidului Murein. Structura polipeptidei este un lanț parazalaric paralel, legat împreună de resturile peptidice. Unitate modulară - muropeptidă dizaharidică (în care acetil-D este asociat cu acid acetilmuric).

Caracteristica principală care determină proprietățile unui sac format din mureină este prezența unei rețele închise de lanțuri de polizaharidă. Aceasta formează o rețea densă fără discontinuități. Specia specifică este densitatea peretelui - în unele specii este mai puțin dens (E. coli), în timp ce altele - mai mult (Staphylococcus aureus).

În biologie, murină nu este doar o polipeptidă, ci și componentele însoțitoare ale peretelui celular bacterian. De exemplu, în bacteriile gram-pozitive, polizaharidele, acizii taicoși, proteinele sau alte polipeptide sunt, de asemenea, incluse în formulare. Chiar mai multe incluziuni similare au bacterii gram-negative. Acestea sunt caracterizate prin lipozaharide complexe, lipoproteine, polipeptide.

Rolul acestor substanțe în protecția împotriva virușilor-bacteriofagi, precum și în protecția împotriva antibioticelor agresive și a enzimelor. În bacteriile aparținând lui Gram-pozitiv, corpul este fragil. În bacteriile Gram-negative în legătură cu prezența unui număr mare de incluziuni suplimentare, scheletul mureinei este acoperit cu un strat de lipid moale de protecție.

Tipuri de peptidoglican

Deși murina este o componentă a peretelui celular, caracteristică numai bacteriilor, există și structuri similare. De exemplu, în unele perete Archea (anuclear microorganisme care nu au organitele-structuri) și formate de alge glaukotsistofitovyh psevdopeptidoglikan. Ea are aceleași funcții și are o compoziție similară cu Murein.

Compoziția mureinului, structura sa

Structura este o rețea de plasă formată din componentele de n-acetilglucozamină și acidul n-acetilmuramic. Comunicațiile se formează în detrimentul beta-1,4-glicozidice. Reticularea se realizează prin reziduuri peptidice pe baza acțiunii enzimei transpeptidazei. Un astfel de lanț conține acid D-glutamic, L-lizină, D-alanină, L-alanină.

Particularitatea este că astfel de structuri D sunt conținute numai în celule procariote. Astfel, polipeptida formată ia forma unei structuri tridimensionale care formează baza peretelui celular bacterian. Oferă rezistență, stabilitate și stabilitate membranei.

Proprietăți și funcții

Proprietățile mureinei se datorează structurii sale. În plus față de îndeplinirea funcției mecanice și de susținere, are proprietăți antigenice. Acest lucru provoacă rolul său de protecție multilateral pentru bacterie.

Una dintre funcțiile principale ale lui Murein este transportul substanțelor în bacterie și ieșirea lor. Această proprietate este responsabilă de participarea peptidoglicanului la chemo- și fotosinteza eucariotelor, fixarea azotului și a altor procese importante. Acestea sunt toate legate de interacțiunea dintre celulă și mediu, care este asigurată de peretele celular.

În acest caz, nu numai moleculele mari nu pot trece de rețeaua celulară a acestei substanțe. Murein are o permeabilitate selectivă în ceea ce privește, de exemplu, agenții antibiotici. Această proprietate apare în procesul de evoluție și de selecție artificială din partea omului.

Implicarea acestei structuri în mișcarea celulei este asociată cu prezența vililor și flagelilor, având o structură membranară și strâns asociată cu sacul muratic.

Compoziția lanțurilor peptidice care alcătuiesc peptidoglicanul este o caracteristică sistematică și ajută la diferențierea taxonilor acestor microorganisme. În plus, conform formulei date de bacteriile murine, distingem grupurile lor - cocci (rotunde), tije, spirochete etc.

Numărul și calitatea incluziunilor suplimentare în structura peretelui celular determină două grupuri mari de microorganisme: bacterii gram-pozitive și gram-negative. Separarea se efectuează prin detectarea colorării.

Stabilitatea mureinei

Deoarece murein parte a peretelui celular bacterian, este o substanță de semnal pentru sistemul imunitar al oamenilor si a altor organisme. De exemplu, un scindează enzimă lizozima beta-1,4-glicozidice între resturile de acid acetilmuranic și acetilglucozamină, provocând astfel moartea și hidrolizează peptidoglicanului ale celulei bacteriene.

Lizotzim este una dintre enzimele de saliva a mamiferelor, ceea ce provoacă proprietățile sale antibacteriene. De asemenea, distruge lanțurile peptidice ale muroendopeptidazei, provocând astfel degradarea polimerului. Creat antibiotice (de exemplu, penicilina, cefalosporina) perturba productia de peptidoglicana. Cycloserina întrerupe sinteza alaninei.

Ca răspuns la acest efect, apare un răspuns al bacteriilor la protecția împotriva antibioticelor. Mutația din secvența genetică responsabilă de sinteza lactamazelor, transpeptidazelor conduce la apariția tulpinilor rezistente la antibiotice. De asemenea, răspunsul evolutiv al prokariotelor este o schimbare treptată a permeabilității membranei pentru cicloserină și alte substanțe.

Murein în biologie este un sistem în continuă schimbare. Acest lucru explică cursa constantă "antibiotice - noi tulpini de bacterii", în care primirea de noi medicamente active este în mod inevitabil asociată cu o scădere treptată a activității lor.