جدار الخلية البكتيرية وغلافها
الغلاف الخلوي البكتيري هو الحدود الطبقية، الغشاء البلازمي، الجدار الخلوي، وفي البكتيريا سالبة الجرام غشاء خارجي إضافي، الذي يحيط بالسيتوبلازم. العنصر الهيكلي المركزي فيه هو الببتيدوغليكان، وهو بوليمر شبكي يمنح الخلية شكلها ويحميها من التحلل الأسموزي، وتحدد طريقة تنظيم الغلاف التقسيم الهيكلي الرئيسي للبكتيريا.
Definition
جدار الخلية البكتيرية وغلافها هو البنية السطحية متعددة الطبقات للخلية البكتيرية، وتتألف من الغشاء البلازمي وجدار خارجي قائم على الببتيدوغليكان (مع غشاء خارجي إضافي في البكتيريا سالبة الجرام)، والذي يحافظ على شكل الخلية ويقاوم ضغط الامتلاء الداخلي.
Scope
يغطي هذا الموضوع كيمياء وهندسة الببتيدوغليكان، الغلاف إيجابي الجرام (جدار سميك مع أحماض التيكويك)، الغلاف سلبي الجرام (جدار رقيق محاط بغشاء خارجي يحمل عديد السكاريد الشحمي)، والأدوار الوظيفية للغلاف في الشكل، السلامة، والنفاذية. ويتناول إجراء الصبغ الذي يكشف هذا التمييز في موضوع ذي صلة.
Core questions
- كيف تمنح هندسة الببتيدوغليكان الشكل والحماية الأسموزية؟
- ما هي الاختلافات الهيكلية التي تميز الغلاف إيجابي الجرام عن الغلاف سلبي الجرام؟
- كيف يشكل الغشاء الخارجي نفاذية البكتيريا سالبة الجرام؟
Key concepts
- كيس الببتيدوغليكان (المورين)
- سلاسل الجليكان المتشابكة بواسطة جسور الببتيد
- جدار سميك إيجابي الجرام مع أحماض التيكويك
- جدار رقيق سلبي الجرام وغشاء خارجي
- عديد السكاريد الشحمي والغشاء الخارجي
- الحيز حول البلازمي
- الحماية الأسموزية وضغط الامتلاء
Mechanisms
يتكون الببتيدوغليكان من سلاسل جليكانية من N-أسيتيل جلوكوزامين و N-أسيتيل موراميك حمض متناوبة تتشابك بواسطة ببتيدات قصيرة لتشكيل جزيء ضخم شبكي واحد، وهو الكيس (sacculus)، الذي يحيط بالخلية ويقاوم ضغط الامتلاء. في البكتيريا موجبة الجرام، يكون هذا الجدار سميكًا ومخترقًا بأحماض التيكويك والليبوتايكويك؛ أما في البكتيريا سالبة الجرام، فتكون طبقة الببتيدوغليكان رقيقة وتقع في حيز حول البلازمي (periplasmic space) بين الغشاء البلازمي وغشاء خارجي غير متماثل تتكون طبقته الخارجية من عديد السكاريد الشحمي. يعمل الغشاء الخارجي كحاجز نفاذية مع بروتينات قناة تتحكم في دخول المواد المذابة. تكمن هذه الاختلافات في الغلاف وراء الاحتفاظ التفاضلي بالصبغة في صبغة جرام والعديد من الفروق الهيكلية بين البكتيريا.
Clinical relevance
الغلاف هو السمة الهيكلية التي تفصل البكتيريا موجبة الجرام عن سالبة الجرام وتساهم في الاختلافات الجوهرية في خصائص الحاجز بين المجموعتين؛ عديد السكاريد الشحمي للغشاء الخارجي لسالبة الجرام هو جزيء سطحي مهم يتعرف عليه المضيف. يصف هذا المدخل بنية الغلاف كمادة مرجعية وليس أساسًا لقرارات التشخيص أو العلاج الفردية.
Evidence & guidelines
إن التركيب الجزيئي للببتيدوغليكان وهندسة الأغلفة موجبة وسالبة الجرام راسخة في الأدبيات الكيميائية الحيوية والبيولوجيا الخلوية ومجمعة في الكتب المدرسية القياسية لعلم الأحياء الدقيقة.
History
تم التعرف على الجدار مبكرًا كبنية مسؤولة عن شكل البكتيريا وتفاعل جرام، وقد أوضح الكشف عن كيمياء الببتيدوغليكان في منتصف القرن العشرين، متبوعًا بنماذج مفصلة لهندسته، كيف يمكن لشبكة تساهمية واحدة أن تشكل الخلية وتحميها.
Key figures
- Waldemar Vollmer
- Thomas Silhavy
- Miguel de Pedro
Related topics
Seminal works
- vollmer-2008
- silhavy-2010
Frequently asked questions
- ما هو الببتيدوغليكان؟
- الببتيدوغليكان (المورين) هو بوليمر شبكي من سلاسل الجليكان المتشابكة بواسطة الببتيدات التي تشكل جدار الخلية البكتيرية، مما يمنح الخلية شكلها ويحميها من التحلل الأسموزي.
- كيف تختلف أغلفة البكتيريا موجبة الجرام وسالبة الجرام؟
- تحتوي البكتيريا موجبة الجرام على جدار ببتيدوغليكان سميك مع أحماض التيكويك ولا يوجد غشاء خارجي، بينما تحتوي البكتيريا سالبة الجرام على طبقة ببتيدوغليكان رقيقة محاطة بغشاء خارجي يحتوي على عديد السكاريد الشحمي.