Bakteriyel Hücre Duvarı ve Zarfı
Bakteriyel hücre zarfı, sitoplazmayı çevreleyen katmanlı bir sınırdır; bu sınır plazma zarını, hücre duvarını ve Gram-negatif bakterilerde ek bir dış zarı içermektedir. Merkezi yapısal elemanı, hücreye şeklini veren ve onu ozmotik lizise karşı koruyan ağ benzeri bir polimer olan peptidoglikandır. Zarfın organize olma şekli, bakterilerin başlıca yapısal ayrımını tanımlamaktadır.
Tanım
Bakteriyel hücre duvarı ve zarfı, bakteri hücresinin çok katmanlı yüzey yapısıdır; plazma zarını ve dış peptidoglikan bazlı bir duvarı (Gram-negatif bakterilerde ek bir dış zar ile birlikte) içermekte olup, hücre şeklini korumakta ve iç turgor basıncına karşı direnç göstermektedir.
Kapsam
Bu konu, peptidoglikanın kimyasını ve mimarisini, Gram-pozitif zarfı (teikoik asitler içeren kalın bir duvar), Gram-negatif zarfı (lipopolisakkarit taşıyan bir dış zarla çevrili ince bir duvar) ve zarfın şekil, bütünlük ve geçirgenlikteki işlevsel rollerini kapsamaktadır. Bu ayrımı ortaya koyan boyama prosedürü, ilgili başka bir konuda ele alınmaktadır.
Temel sorular
- Peptidoglikan mimarisi şekli ve ozmotik korumayı nasıl sağlamaktadır?
- Gram-pozitif zarfı Gram-negatif zarftan ayıran yapısal farklılıklar nelerdir?
- Dış zar, Gram-negatif bakterilerin geçirgenliğini nasıl şekillendirmektedir?
Anahtar kavramlar
- Peptidoglikan (murein) sakülüsü
- Peptit köprüleriyle çapraz bağlı glikan iplikçikleri
- Teikoik asitli Gram-pozitif kalın duvar
- Gram-negatif ince duvar ve dış zar
- Lipopolisakkarit ve dış zar
- Periplazmik boşluk
- Ozmotik koruma ve turgor
Mekanizmalar
Peptidoglikan, N-asetilglukozamin ve N-asetilmuramik asidin dönüşümlü olarak sıralandığı glikan zincirlerinden oluşmaktadır; bu zincirler kısa peptitler aracılığıyla çapraz bağlanarak hücreyi çevreleyen ve turgor basıncına karşı koyan tek, ağ benzeri bir makromolekül olan sakülüsü oluşturmaktadır. Gram-pozitif bakterilerde bu duvar kalın olup teikoik ve lipoteikoik asitlerle örülüdür; Gram-negatif bakterilerde ise peptidoglikan tabakası ince olup plazma zarı ile dış yaprağı lipopolisakkaritten oluşan asimetrik bir dış zar arasında yer alan periplazmik boşlukta bulunmaktadır. Dış zar, çözünen maddelerin girişini kontrol eden kanal proteinleri ile bir geçirgenlik bariyeri görevi görmektedir. Bu zarf farklılıkları, Gram boyamasında boyanın farklı tutulmasının ve bakteriler arasındaki birçok yapısal ayrımın temelini oluşturmaktadır.
Klinik önem
Zarf, Gram-pozitif bakterileri Gram-negatif bakterilerden ayıran yapısal bir özelliktir ve iki grup arasındaki bariyer özelliklerindeki içsel farklılıklara katkıda bulunmaktadır; Gram-negatif dış zarın lipopolisakkariti, konak tarafından tanınan önemli bir yüzey molekülüdür. Bu madde, zarf yapısını referans materyali olarak tanımlamakta olup, bireysel tanı veya tedavi kararları için bir temel oluşturmamaktadır.
Kanıt ve kılavuzlar
Peptidoglikanın moleküler yapısı ile Gram-pozitif ve Gram-negatif zarfların mimarisi, biyokimyasal ve hücre biyolojisi literatüründe belirlenmiş ve standart mikrobiyoloji ders kitaplarında sentezlenmiştir.
Tarihçe
Duvar, bakteriyel şekilden ve Gram reaksiyonundan sorumlu yapı olarak erken dönemlerde tanınmıştır. Yirminci yüzyılın ortalarında peptidoglikan kimyasının aydınlatılması ve ardından mimarisinin ayrıntılı modelleri, tek bir kovalent ağın hücreyi hem nasıl şekillendirebildiğini hem de koruyabildiğini açıklamıştır.
Öne çıkan isimler
- Waldemar Vollmer
- Thomas Silhavy
- Miguel de Pedro
İlgili konular
Temel eserler
- vollmer-2008
- silhavy-2010
Sıkça sorulan sorular
- Peptidoglikan nedir?
- Peptidoglikan (murein), peptitlerle çapraz bağlanmış glikan zincirlerinden oluşan, bakteri hücre duvarını oluşturan, hücreye şeklini veren ve onu ozmotik lizise karşı koruyan ağ benzeri bir polimerdir.
- Gram-pozitif ve Gram-negatif zarflar nasıl farklılık göstermektedir?
- Gram-pozitif bakteriler, teikoik asitler içeren kalın bir peptidoglikan duvara ve dış zara sahip değilken, Gram-negatif bakteriler lipopolisakkarit içeren bir dış zarla çevrili ince bir peptidoglikan tabakasına sahiptir.