Murein یک بیوپلیمر پشتیبان دیواره سلولی باکتریایی است که به نام پپتیدوگلوکان نیز شناخته می شود. مورئین یک هتروپلیمر است (N-acetylglucosamine و N-acetylmuramic acid که از طریق باقی مانده های لاکتات با زنجیره های پپتیدی کوتاه به هم متصل می شوند). این پلیمر به عنوان یک ماده تعیین کننده برای یکی از سه حوزه موجودات زنده، البته ویژگی های ساختاری و عملکردی خاص خود را دارد. بیایید سعی کنیم آنها را مرتب کنیم.
ساختار سلول باکتریایی
باکتری ها خوشه وسیعی از موجودات پروکاریوتی هستند. دستگاه ژنتیکی آنها در هسته ای که توسط یک غشاء جدا شده است محصور نیست. با این وجود، علیرغم ظهور اولیه تکاملی، این موجودات در تمام محیط های سیاره ما گسترش یافته اند. آنها همچنین می توانند در میدان های نفتی، در آب جوشان آبفشان ها، در آب های سرد اقیانوس های شمالی، در اسیدهای معده حیوانات زندگی کنند. مقاومت در برابر عوامل محیطی منفی عمدتاً به دلیل ماده خاصی است که اساس دیواره سلولی باکتری را تشکیل می دهد. ماده مورئین است.
یک سلول باکتری از 80-85٪ آب تشکیل شده است، از 20٪ باقیمانده، معمولاً نیمی از پروتئین، یک پنجم RNA، 5٪ از DNA و مقداری لیپید تشکیل شده است. دیواره سلولی 20 درصد خشکی را تشکیل می دهدمواد (در برخی از انواع میکروارگانیسم ها حتی تا 50٪). ضخامت این صفحه حدود 0.01-0.045 میکرومتر است.
Murein در دیواره سلولی
وجود دیواره جامد نه تنها برای باکتری ها، بلکه برای قارچ ها و گیاهان نیز مشخص است. با این حال، فقط در پروکاریوت ها ترکیب مشابهی دارد. دیواره سلولی یک باکتری یک پوسته قوی است که از یک مولکول پلی ساکارید پیچیده مورئین ساخته شده است. ساختار یک پلی پپتید از زنجیره های پلی ساکاریدی موازی تشکیل شده است که توسط بقایای پپتیدی به هم متصل شده اند. واحد مدولار موروپپتید دی ساکارید است (در آن استیل-D به اسید استیل مورامیک متصل است).
ویژگی اصلی که خواص کیسه تشکیل شده توسط مورئین را تعیین می کند، وجود یک شبکه بسته از زنجیره های پلی ساکارید است. این یک شبکه متراکم بدون شکاف را تشکیل می دهد. تراکم این دیواره به گونه خاص است - در برخی گونه ها چگالی کمتری دارد (E. coli) و در برخی دیگر بیشتر است (Staphylococcus aureus).
در زیست شناسی، مورئین فقط یک پلی پپتید نیست، بلکه اجزای همراه آن در دیواره سلولی باکتری است. به عنوان مثال، باکتری های گرم مثبت همچنین شامل پلی ساکاریدها، اسیدهای تایکوئیک، پروتئین ها یا سایر پلی پپتیدها هستند. باکتری های گرم منفی حتی بیشتر از این گنجایش دارند. آنها با لیپوساکاریدهای پیچیده، لیپوپروتئین ها، پلی پپتیدها مشخص می شوند.
نقش این مواد در محافظت در برابر ویروس های باکتریوفاژ و همچنین در محافظت در برابر آنتی بیوتیک ها و آنزیم های تهاجمی. باکتری های گرم مثبت بدنی شکننده دارند. در باکتری های گرم منفی به دلیلوجود تعداد زیادی آخال اضافی، اسکلت مورئین با یک غشای محافظ نرم از لیپیدها پوشیده شده است.
انواع پپتیدوگلیکان
اگرچه مورئین یک جزء دیواره سلولی است که فقط در باکتری ها یافت می شود، ساختارهایی مشابه آن نیز وجود دارد. به عنوان مثال، در دیواره برخی آرکیاها (میکروارگانیسم های غیر هسته ای که ساختار اندامکی ندارند) و جلبک های گلوکوسیستوفیت، پسودوپپتیدوگلیکان تشکیل می شود. این عملکردهای مشابهی را انجام می دهد و از نظر ترکیب شبیه به مورئین است.
ترکیب مورئین، ساختار آن
ساختار یک شبکه سلولی است که از اجزای n-استیل گلوکزامین و n-استیل مورامیک اسید تشکیل شده است. پیوندها توسط پیوندهای β1،4 گلیکوزیدی تشکیل می شوند. پیوند متقابل با استفاده از بقایای پپتید بر اساس عملکرد آنزیم ترانس پپتیداز انجام می شود. چنین زنجیره ای حاوی D-گلوتامیک اسید، ال-لیزین، دی-آلانین، ال-آلانین است.
در عین حال، ویژگی این است که چنین ساختارهای D فقط در سلول های پروکاریوتی یافت می شود. بنابراین، پلی پپتید تشکیل شده به شکل یک ساختار سه بعدی است که اساس دیواره سلولی باکتری را تشکیل می دهد. استحکام، مقاومت و پایداری غشا را فراهم می کند.
خواص و توابع
خواص مورئین با ساختار آن تعیین می شود. علاوه بر انجام عملکرد مکانیکی و حمایتی، دارای خواص آنتی ژنی نیز می باشد. این نقش محافظتی چندوجهی آن را برای باکتری ها تعیین می کند.
یکی از وظایف اصلی مورئین انتقال مواد به داخل و خارج از باکتری است. این خاصیت مشارکت را تعیین می کندپپتیدوگلیکان در شیمی و فتوسنتز یوکاریوتی، تثبیت نیتروژن و سایر فرآیندهای مهم. همه آنها با تعامل سلول و محیط که توسط دیواره سلولی ایجاد می شود، مرتبط هستند.
در عین حال، نه تنها مولکول های بزرگ نمی توانند شبکه سلولی این ماده را دور بزنند. مورئین به طور انتخابی در برابر عوامل آنتی بیوتیکی نفوذپذیر است. این خاصیت در فرآیند تکامل و انتخاب مصنوعی از طرف انسان به وجود می آید.
مشارکت این ساختار در حرکت سلولی با وجود پرزها و تاژک هایی همراه است که ساختار غشایی دارند و به طور محکم با کیسه مورئین مرتبط هستند.
ترکیب زنجیره های پپتیدی که پپتیدوگلیکان را می سازند یک ویژگی سیستماتیک است و به تمایز بین گونه های این میکروارگانیسم ها کمک می کند. علاوه بر این، با توجه به شکلی که مورئین به باکتری ها می دهد، بین گروه های آنها - کوکسی (گرد)، میله ها، اسپیروکت ها و غیره تمایز قائل می شویم.
کمیت و کیفیت آخال های اضافی در ساختار دیواره سلولی دو دسته بزرگ از میکروارگانیسم ها را تعیین می کند: باکتری های گرم مثبت و گرم منفی. جداسازی با رنگ آمیزی کارآگاهی انجام می شود.
پایداری مورئین
از آنجایی که مورئین بخشی از دیواره سلولی باکتری است، یک ماده سیگنال دهنده برای سیستم ایمنی انسان و سایر موجودات است. به عنوان مثال، آنزیم لیزوزیم پیوندهای بتا 1، 4-گلیکوزیدی را بین باقی مانده های استیل گلوکوزامین و استیل مورامیک اسید می شکافد و در نتیجه باعث هیدرولیز پپتیدوگلوکان و مرگ باکتری می شود.سلول ها.
لیزوزیم یکی از آنزیم های موجود در بزاق پستانداران است که خاصیت ضد باکتریایی آن را تعیین می کند. همچنین زنجیره های پپتیدی مورواندوپپتیداز را از بین می برد و در نتیجه باعث تخریب پلیمر می شود. آنتی بیوتیک های ایجاد شده (به عنوان مثال، پنی سیلین، سفالوسپورین) تولید پپتیدوگلیکان را مختل می کنند. سیکلوسرین سنتز آلانین را مختل می کند.
در پاسخ به این مواجهه، باکتری ها به محافظت در برابر آنتی بیوتیک ها پاسخ می دهند. جهش در توالی ژنتیکی مسئول سنتز لاکتامازها، ترانس پپتیداز، منجر به ظهور سویه هایی می شود که به آنتی بیوتیک ها مقاوم هستند. همچنین، پاسخ تکاملی پروکاریوت ها تغییر تدریجی در نفوذپذیری غشاء برای سیکلوسرین و سایر مواد است.
Murein در زیست شناسی یک سیستم دائماً در حال تغییر است. این موضوع رقابت ثابت «آنتی‌بیوتیک‌ها- سویه‌های جدید باکتری» را توضیح می‌دهد، که در آن دریافت داروهای فعال جدید ناگزیر با کاهش تدریجی فعالیت آنها همراه است.
