Ląstelės sienelė

https://www.ru.ac.za/emu/prokayoticcells-bacteria/

Šis įrašas bus kiek ilgesnis, bet nelabai noriu jo skelti. Tai jei kas, pasidalinkit patys į dvi dalis - pirmą pusę persiskaitykit dabar, o perskaityti likusią užeikite kitą kartą :)

Bakterijų ląstelės sienelė yra kompleksinės, pusiau standžios struktūros. Po sienele yra silpna citoplazminė membrana. Ląstelės sienelė suteikia ir palaiko ląstelės formą, o taip pat atlieka ir apsauginę funkciją. Beveik visos prokariotinės ląstelės turi sieneles (aš dirbu kaip tik su tokiomis bakterijomis, kurios jų neturi :D). Nors kai kurios eukariotų ląstelės, pavyzdžiui augalų, grybų, kai kurių pirmuonių, turi ląstelių sieneles, jos smarkiai skiriasi nuo prokariotinių ląstelių sienelių. Jos yra paprastesnės ir ne tokios tvirtos.

Viena pagrindinių sienelės funkcijų yra apsaugoti bakterijos ląstelę nuo suplyšimo, kai vandens slėgis ląstelėje yra didesnis, nei ląstelės aplinkoje. Ji taip pat suteikia ląstelei formą ir tarnauja kaip vieta, kurioje gali įsitvirtinti žiuželiai. Klinikine prasme, sienelės yra svarbios, kadangi tai apsprendžia tam tikrų bakterijų sugebėjimą sukelti ligas ir atsparumus tam tikriems antibiotikams. Bakterijos gali būti suskirstomos ir pagal tai, kokie cheminiai elementai yra jos sienelėje.

http://www.news.gatech.edu/2013/01/09/study-quantifies-size-holes-antibacterials-create-cell-walls-kill-bacteria

Ląstelės lizė - galima pamatyti, kaip ląstelės turinys išbėga į aplinką

Bakterinė ląstelės sienelė sudaryta iš makromolekulių tinklo, vadinamu peptidoglikanu (dar kitaip mureinu), kuris gali būti vienas arba kartu su kitais komponentais. Peptodoglikaną sudaro pasikartojantys disacharidai, kurie yra prijungti prie polipeptidų. Kartu jie suformuoja tinklą, kuris supa ir saugo visą ląstelę. Disacharidai suformuoti iš monosacharidų N-acetilglukozamino (NAG) ir N-acetilmuramo rūgšties (NAM) (murus – siena). Šiuos pavadinimus turėjau išmokti, kad net prikelta iš miegų juos pasakyčiau :D

NAG ir NAM molekulės sudaro angliavandenilinį „stuburą“. Jis yra prijungtas prie polipeptidų. Nors ir polipeptidų struktūra varijuoja, juos visada sudaro tetrapeptidinės šoninės grandinės, sudarytos iš 4 aminorūgščių. Šios grandinės prijungtos prie NAM. Lygiagrečiai einantys tetrapeptidai gali būti tiesiogiai susijungę vieni su kitais (stamenai kertantys peptidoglikano sluoksnius) arba susieti peptidiniu kryžminiu tilteliu (statmenai kerta "stuburą").

http://classes.midlandstech.edu/carterp/Courses/bio225/chap04/ss4.htm

Penicilinas (antibiotikas) sąveikauja su šiuo kryžminiu tilteliu peptidoglikane ir taip susilpnina ląstelės sienelę. Ląstelę ištinka lizė, susinaikinimas, kadangi visas ląstelės turinys (citoplazma) išteka lauk. Bakterijos, neturinčios ląstelės sienelės, yra natūraliai atsparios penicilinui.

Na o dabar jau metas pagaliau paaiškinti, kas yra gramteigiamos ir gramneigiamos bakterijos. Ar bakterijos yra teigiamos ar neigiamos pagal Gramą, apsprendžia jų sienelės. O apie patį principą, kodėl tai yra gram paaiškinsiu viename iš „Įdomiosios biologijos“ skyrelių.

Gramteigiamos. Gramteigiamų bakterijų sienelės turi daug peptidoglikano sluoksnių, formuojančių storą, tvirtą struktūrą.

Taip pat, gramteigiamų bakterijų ląstelių sieneles papildo teicho rūgštys, kurias sudaro alkoholis (pavyzdžiui glicerolis ar ribitolis) ir fosfatas. Yra 2 rūšys teicho rūgščių: lipoteicho rūgštys, kurios jungiasi prie plazminės membranos ir kerta peptidoglikano sluoksnius ir yra sieninės teicho rūgštys, kurios gali būti lygiagrečios peptidoglikano sluoksniui arba statmenos, bet nesijungia su plazmine membrana. Dėl to, kad teicho rūgštys turi neigiamą krūvį (dėl fosfatų grupių) jos gali prisijungti ir reguliuoti katijonų (teigiamų jonų, pavyzdžiui metalų) judėjimą į ir iš ląstelės. Šios rūgštys gali apsaugoti nuo sienelės lūžimo ar lizės, ląstelės augimo metu. Taip pat teicho rūgštys apsprendžia ir tam tikras antigeniškumo savybes. Yra tam tikri laboratoriniai tyrimai, kurie remiasi gramteigiamų bakterijų sienelių teicho rūgštimis, leidžiantys identifikuoti tam tikrų ligų sukėlėjus.

http://classes.midlandstech.edu/carterp/courses/bio225/chap04/lecture4.htm

Gramneigiamos. Gramneigiamų bakterijų sienelės turi 1 arba labai nedaug peptidoglikano sluoksnių ir turi išorinę membraną (iš viso 2 membranas – vidinę (plazminę) ir išorinę). Peptidoglikanas yra prijungtas prie lipoproteinų (lipidai sujungti su baltymais), esančių išorinėje membranoje. Peptidoglikano yra ir periplazmoje, gelio pavidalo skystis tarp išorinės ir plazminės membranų. Periplazmoje yra didelė koncentracija fermentų ir transporto baltymų. Gramneigiamų bakterijų ląstelių sienelės neturi teicho rūgščių. Kadangi šių bakterijų sienelės turi nedaug peptidoglikano, jos lengviau pažeidžiamos mechaniškai.

http://classes.midlandstech.edu/carterp/courses/bio225/chap04/lecture4.htm

Išorinė membrana turi lipopolisacharidų (LPS), lipoproteinų ir fosfolipidų. Išorinė membrana turi specializuotų funkcijų. Jos didelis neigiamas krūvis apsaugo ląstelę nuo fagocitozės. Taip pat sukuria barjerą, neleidžiantį patekti tam tikriems antibiotikams (pavyzdžiui, penicilinui). Tačiau, išorinė membrana nesukuria barjero visoms dalelėms, kadangi maistinės medžiagos turi praeiti sienelę ir patekti į ląstelę. Dalis šio pralaidumo yra nulemta baltymų, esančių išorinėje membranoje, vadinamų porinais, kurie formuoja kanalus, kuriais medžiagos, tokios kaip nukleotidai, disacharidai, peptidai, aminorūgštys, vitaminas B₁₂ ir geležis, gali patekti į ląstelę.

https://www.studyblue.com/notes/note/n/cell-biology/deck/5270273

Lipopolisacaridas (LPS) yra didelė kompleksinė išorinės membranos molekulė. Ji sudaryta iš lipidų ir angliavandenių. Yra 3 pagrindiniai komponentai: lipidas A, šerdinis polisacahridas ir O polisacaridas. Lipidas A yra įtvirtintas išorinėje membranoje. Kai gramneigiama bakterija miršta, ji išleidžia lipidą A, kuris funkcionuoja kaip endotoksinas. Būtent lipidas A sukelia gramneigiamų bakterinių infekcijų simptomus, tokius kaip karščiavimas, kraujagyslių išsiplėtimas, šoką ar kraujo krešėjimą. Šerdinis polisacharidas yra prijungtas prie lipido A ir sudarytas iš neįprastų cukrų. Jo funkcija struktūrinė – sukuria tvirtumą. Polischaridas O pratęsia šerdinį polisacharidą ir taip pat sudarytas iš cukrų. Jis taip pat apsprendžia bakterijos antigeniškumą (kaip ir teicho rūgštys) ir pagal jį galima atskirti gramneigamas bakterijas nuo gramteigiamų laboratoriniuose tyrimuose.

http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fcimb.2013.00003/full

Žodynėlis:

Disacharidas – angliavandenių molekulės, sudarytos iš 2 monosacharidų (vienodų arba skirtingų).

Polipeptidas – nuoseklus daugiau nei 20 aminorūgščių junginys (baltymas).

Aminorūgštis – grupė organinių junginių, turinčių mažiausiai po vieną amino grupę (-NH₂) bei karboksilo grupę (-COOH). Tai yra baltymo sudedamoji dalis.

Antigeniškumas – bakterijos savybė sukelti ligą.

Endotoksinas – toksinas (nuodas), kuris į aplinką patenka tik iš žuvusių ar suirusių ląstelių.

Sorry for a long post 

Iki kito susitikimo :)

chekas

Informacijos šaltiniai:

• Gerard J. Tortora, Berdell R.Funke, Christine L. Case. "Microbiology. An Indtroduction". 11th edition. p 84-86

P.S. All foreign readers are now able to translate a blog with a button on the right side of the blog :)