Ang
Murein ay isang bacterial cell wall support biopolymer, na kilala rin bilang peptidoglucan. Ang Murein ay isang heteropolymer (N-acetylglucosamine at N-acetylmuramic acid na cross-linked sa pamamagitan ng lactate residues na may maikling peptide chain). Bilang isang pagtukoy na sangkap para sa isa sa tatlong mga domain ng mga nabubuhay na nilalang, siyempre, ang polimer na ito ay may sariling istruktura at functional na mga tampok. Subukan nating ayusin ang mga ito.
Istruktura ng bacterial cell
Ang
Bacteria ay isang malawak na kumpol ng mga prokaryotic na organismo. Ang kanilang genetic apparatus ay hindi nakapaloob sa isang nucleus na pinaghihiwalay ng isang lamad. Gayunpaman, sa kabila ng maagang paglitaw ng ebolusyon, ang mga organismo na ito ay kumalat sa lahat ng kapaligiran ng ating planeta. Maaari din silang manirahan sa mga patlang ng langis, sa kumukulong tubig ng mga geyser, sa malamig na tubig ng hilagang karagatan, sa mga acid sa tiyan ng mga hayop. Ang paglaban sa mga negatibong kadahilanan sa kapaligiran ay nakakamit higit sa lahat dahil sa isang espesyal na sangkap na bumubuo sa batayan ng bacterial cell wall. Ang substance ay murein.
Ang bacterial cell ay binubuo ng 80-85% na tubig, ng natitirang 20%, bilang panuntunan, kalahati ay mga protina, isang ikalimang bahagi ng RNA, 5% ng DNA at ilang mga lipid. Ang cell wall ay bumubuo ng 20% ng tuyomga sangkap (sa ilang mga uri ng microorganism kahit hanggang sa 50%). Ang kapal ng plate na ito ay humigit-kumulang 0.01-0.045 micrometers.
Murein sa cell wall
Ang pagkakaroon ng solidong pader ay katangian hindi lamang para sa bacteria, kundi pati na rin sa fungi at halaman. Gayunpaman, sa mga prokaryote lamang ito ay may katulad na komposisyon. Ang cell wall ng isang bacterium ay isang malakas na shell na gawa sa isang komplikadong murein polysaccharide molecule. Ang istraktura ng isang polypeptide ay binubuo ng mga parallel polysaccharide chain na magkakaugnay ng peptide residues. Ang modular unit ay ang disaccharide muropeptide (sa loob nito ay konektado ang acetyl-D sa acetylmuramic acid).
Ang pangunahing tampok na tumutukoy sa mga katangian ng bag na nabuo ng murein ay ang pagkakaroon ng isang saradong network ng mga polysaccharide chain. Ito ay bumubuo ng isang siksik na network na walang mga puwang. Ang densidad ng pader na ito ay partikular sa mga species - sa ilang mga species ay hindi gaanong siksik (E. coli), sa iba naman ay mas (Staphylococcus aureus).
Sa biology, ang murein ay hindi lamang isang polypeptide, kundi pati na rin ang mga kasama nitong bahagi ng bacterial cell wall. Halimbawa, ang Gram-positive bacteria ay kinabibilangan din ng polysaccharides, taichoic acid, protina, o iba pang polypeptides. Ang Gram-negative bacteria ay may higit pang mga ganitong inklusyon. Nailalarawan ang mga ito ng mga kumplikadong liposaccharide, lipoprotein, polypeptides.
Ang papel ng mga sangkap na ito sa proteksyon laban sa mga bacteriophage virus, gayundin sa proteksyon laban sa mga agresibong antibiotic at enzyme. Ang gram-positive bacteria ay may marupok na katawan. Sa Gram-negative bacteria dahil saang pagkakaroon ng isang malaking bilang ng mga karagdagang inklusyon, ang murein skeleton ay natatakpan ng isang malambot na proteksiyon na lamad ng mga lipid.
Mga uri ng peptidoglycan
Bagaman ang murein ay isang cell wall component na matatagpuan lamang sa bacteria, mayroon ding mga istrukturang katulad nito. Halimbawa, sa dingding ng ilang archaea (mga non-nuclear microorganism na walang organelle structures) at glaucocystophyte algae, nabuo ang pseudopeptidoglycan. Ito ay gumaganap ng parehong mga function at katulad ng komposisyon sa murein.
Komposisyon ng murein, ang istraktura nito
Ang istraktura ay isang cellular network na nabuo ng mga bahagi ng n-acetylglucosamine at n-acetylmuramic acid. Ang mga bono ay nabuo sa pamamagitan ng β1,4-glycosidic bond. Ang cross-linking ay isinasagawa sa pamamagitan ng peptide residues batay sa pagkilos ng transpeptidase enzyme. Ang naturang chain ay naglalaman ng D-glutamic acid, L-lysine, D-alanine, L-alanine.
Kasabay nito, ang kakaiba ay ang ganitong mga D-structure ay matatagpuan lamang sa mga prokaryotic cells. Kaya, ang nabuo na polypeptide ay tumatagal ng anyo ng isang tatlong-dimensional na istraktura na bumubuo sa batayan ng bacterial cell wall. Nagbibigay ito ng lakas, paglaban at katatagan sa lamad.
Mga katangian at function
Ang mga katangian ng murein ay tinutukoy ng istraktura nito. Bilang karagdagan sa pagsasagawa ng mekanikal at pagsuporta sa function, mayroon itong mga antigenic na katangian. Tinutukoy nito ang multifaceted protective role nito para sa bacteria.
Ang isa sa mga pangunahing tungkulin ng murein ay ang pagdadala ng mga substance papasok at palabas ng bacteria. Tinutukoy ng property na ito ang partisipasyonpeptidoglycan sa eukaryotic chemo- at photosynthesis, nitrogen fixation at iba pang mahahalagang proseso. Ang lahat ng ito ay nauugnay sa pakikipag-ugnayan ng cell at ng kapaligiran, na ibinibigay ng cell wall.
Kasabay nito, hindi lamang malalaking molekula ang hindi makakalampas sa cellular network ng sangkap na ito. Ang Murein ay piling natatagusan sa, halimbawa, mga ahente ng antibyotiko. Ang pag-aari na ito ay lumitaw sa proseso ng ebolusyon at artipisyal na pagpili sa bahagi ng tao.
Ang partisipasyon ng istrukturang ito sa paggalaw ng cell ay nauugnay sa pagkakaroon ng villi at flagella, na may istraktura ng lamad at mahigpit na konektado sa murein sac.
Ang komposisyon ng mga peptide chain na bumubuo sa peptidoglycan ay isang sistematikong tampok at tumutulong na makilala ang pagkakaiba sa pagitan ng taxa ng mga microorganism na ito. Bilang karagdagan, ayon sa hugis na ibinibigay ng murein sa bacteria, nakikilala natin ang kanilang mga grupo - cocci (bilog), rod, spirochetes, atbp.
Ang dami at kalidad ng mga karagdagang inklusyon sa istruktura ng cell wall ay tumutukoy sa dalawang malalaking kumpol ng mga microorganism: gram-positive at gram-negative na bacteria. Ang paghihiwalay ay ginagawa sa pamamagitan ng detective staining.
Murein stability
Dahil ang murein ay bahagi ng bacterial cell wall, isa itong senyales na substance para sa immune system ng parehong tao at iba pang mga organismo. Halimbawa, ang enzyme lysozyme ay pumuputol sa beta 1, 4-glycosidic bonds sa pagitan ng mga nalalabi ng acetylglucosamine at acetylmuramic acid, na nagiging sanhi ng hydrolysis ng peptidoglucan at pagkamatay ng bacterialmga cell.
Ang
Lysozyme ay isa sa mga enzyme sa mammalian saliva, na tumutukoy sa antibacterial properties nito. Sinisira din nito ang mga peptide chain ng muroendopeptidase, na nagiging sanhi ng pagkasira ng polimer. Ang mga nilikhang antibiotic (halimbawa, penicillin, cephalosporin) ay nakakagambala sa paggawa ng peptidoglycan. Sinisira ng cycloserine ang alanine synthesis.
Bilang tugon sa pagkakalantad na ito, tumutugon ang bakterya sa proteksyon mula sa mga antibiotic. Ang mga mutasyon sa genetic sequence na responsable para sa synthesis ng lactamases, transpeptidase, ay humahantong sa paglitaw ng mga strain na lumalaban sa antibiotics. Gayundin, ang evolutionary response ng prokaryotes ay isang unti-unting pagbabago sa permeability ng membrane para sa cycloserine at iba pang substance.
Ang
Murein sa biology ay isang patuloy na nagbabagong sistema. Ipinapaliwanag nito ang patuloy na lahi ng "antibiotics-new strains of bacteria", kung saan ang pagtanggap ng mga bagong aktibong gamot ay hindi maiiwasang nauugnay sa unti-unting pagbaba sa aktibidad ng mga ito.
