बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति और आवरण

बैक्टीरिया का कोशिका आवरण एक स्तरित सीमा है जो कोशिका की सुरक्षा करता है, स्फीति दाब के विरुद्ध उसके आकार को बनाए रखता है, और पर्यावरण के साथ विनिमय में मध्यस्थता करता है, जिसमें पेप्टिडोग्लाइकन इसका परिभाषित संरचनात्मक बहुलक है।

Definition

बैक्टीरिया का कोशिका आवरण कोशिका द्रव्य के बाहरी परतों को समाहित करता है—कोशिका द्रव्य झिल्ली, पेप्टिडोग्लाइकन कोशिका भित्ति, और, ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया में, एक बाहरी झिल्ली—जो मिलकर कोशिका की सुरक्षा करते हैं और पर्यावरण के साथ उसकी अंतःक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं।

Scope

यह विषय पेप्टिडोग्लाइकन की संरचना और जैवसंश्लेषण; ग्राम-पॉजिटिव भित्ति और ग्राम-नेगेटिव भित्ति की बाहरी झिल्ली और लिपोपॉलीसैकराइड के साथ विपरीत वास्तुकला; टीकोइक एसिड, पेरिप्लाज्म और पोरिन; आर्किया की कोशिका भित्ति और उसमें पेप्टिडोग्लाइकन की कमी; और ग्राम अभिरंजन के आधार को शामिल करता है। यह आवरण रसायन विज्ञान को अभिरंजन, एंटीबायोटिक क्रिया और प्रतिरक्षा पहचान से जोड़ता है।

Core questions

• पेप्टिडोग्लाइकन वृद्धि की अनुमति देते हुए यांत्रिक शक्ति कैसे प्रदान करता है?
• ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव आवरणों को कौन सी संरचनात्मक विशेषताएं अलग करती हैं?
• कई एंटीबायोटिक्स कोशिका-भित्ति संश्लेषण को क्यों लक्षित करते हैं?
• आर्किया के आवरण बैक्टीरिया के आवरण से कैसे भिन्न होते हैं?

Key concepts

• पेप्टिडोग्लाइकन संरचना और क्रॉस-लिंकिंग
• ग्राम-पॉजिटिव भित्ति और टीकोइक एसिड
• ग्राम-नेगेटिव बाहरी झिल्ली और लिपोपॉलीसैकराइड
• पेरिप्लाज्म और पोरिन
• ग्राम अभिरंजन का आधार

Mechanisms

पेप्टिडोग्लाइकन ग्लाइकन स्ट्रैंड्स का एक जाल है जो छोटे पेप्टाइड्स द्वारा क्रॉस-लिंक किया जाता है, जिससे एक सतत सैकुलस बनता है जो स्फीति दाब का प्रतिरोध करता है। ग्राम-पॉजिटिव कोशिकाओं में यह परत मोटी होती है और टीकोइक एसिड से जुड़ी होती है; ग्राम-नेगेटिव कोशिकाओं में यह पतली होती है और एक बाहरी झिल्ली के नीचे पेरिप्लाज्म में स्थित होती है जिसका लिपोपॉलीसैकराइड एक अवरोधक और एंडोटॉक्सिन के रूप में कार्य करता है। भित्ति संश्लेषण के लिए सटीक रूप से समन्वित एंजाइमों की आवश्यकता होती है जो अखंडता बनाए रखते हुए नई सामग्री डालते हैं, यही कारण है कि इन चरणों में हस्तक्षेप कोशिका के लिए घातक होता है।

Clinical relevance

पेप्टिडोग्लाइकन भित्ति बैक्टीरिया के लिए अद्वितीय है और बीटा-लैक्टम और ग्लाइकोपेप्टाइड्स जैसे महत्वपूर्ण एंटीबायोटिक वर्गों का लक्ष्य है, जबकि ग्राम-नेगेटिव बाहरी झिल्ली का लिपोपॉलीसैकराइड मेजबान प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं का एक शक्तिशाली उत्तेजक है, जिससे आवरण संरचना रोगाणुरोधी क्रिया और मेजबान-सूक्ष्मजीव अंतःक्रिया दोनों के लिए केंद्रीय बन जाती है।

History

क्रिश्चियन ग्राम की विभेदक अभिरंजन विधि, जिसे 1884 में प्रस्तुत किया गया था, ने बैक्टीरिया को दो बड़े समूहों में विभाजित किया जिनकी भिन्नता को बाद में बीसवीं शताब्दी में जैव रसायन और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के माध्यम से प्रकट हुई कोशिका-भित्ति वास्तुकला में अंतर से समझाया गया, जिससे एक क्लासिक अभिरंजन को आणविक संरचना से जोड़ा गया।

Key figures

• Christian Gram
• Hans Christian Joachim Gram

Seminal works

• willey2020
• madigan2018

Frequently asked questions

बीटा-लैक्टम एंटीबायोटिक्स बैक्टीरिया को क्यों प्रभावित करते हैं लेकिन मानव कोशिकाओं को नहीं?

बीटा-लैक्टम उन एंजाइमों में हस्तक्षेप करते हैं जो पेप्टिडोग्लाइकन का निर्माण करते हैं, एक बहुलक जो केवल बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति में पाया जाता है। मानव कोशिकाओं में पेप्टिडोग्लाइकन नहीं होता है, इसलिए दवाएं बैक्टीरिया के लक्ष्य पर चुनिंदा रूप से कार्य करती हैं।