1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Функції муреїну (пептидоглікану)

Функції муреїну (пептидоглікану)

Муреїн (пептидоглікан) – це ключова речовина в клітинній стінці бактерій.

Будова бактерій

Бактерії – це прокаріотичні організми, які не мають оформленого ядра, в процесі еволюції вони першими заселили всі середовища проживання.

Бактерії є великим класом прокаріотичних організмів. Їх генетичний апарат не укладений в ядро, відокремлене мембраною. Бактерії в процесі еволюції з’явилися одними з перших і змогли поширитися по всіх середовищах біосфери. Бактерії можуть мешкати навіть в нафтових родовищах, гейзерах, холодних океанічних водах, кислотних середовищах шлунків тварин. Стійкість бактеріальних клітин до вельми мінливим умовам довкілля можна пояснити наявністю в клітинній стінці такої речовини, як муреїн. До складу бактеріальної клітини входить 80% води, а також білки, РНК, трохи ліпідів. Клітинна стінка становить 20 % сухої речовини клітини.

Така клітинна стінка має достатній ступінь жорсткості, але при цьому утворена полімерною сіткою гліканових ниток. Ці нитки зв’язуються між собою короткими пептидами. Попередниками пептидоглікану є пентапептиди, які мають дисахаридну природу.

Функції пептидоглікану

Основна риса, що визначає властивості мішка, утвореного муреїном, – наявність замкнутої мережі ланцюгів полісахариду. Це формує щільну мережу без розривів. Видоспецифічною є щільність цієї стінки-у деяких видів вона менш щільна (кишкова паличка), У інших – більш (золотистий стафілокок).

Виникнення даної клітинної стінки пояснюється декількома теоріями. По-перше, зізнається, що мульти білковий комплекс вбудовує новий матеріал за допомогою автолітичних ферментів. Завдяки такому механізму відбувається репарація, модифікація, перебудова клітинної стінки.

Таким чином, першою значущою функцією муреїну можна назвати можливість модифікації клітинної стінки. Для деяких бактерій пептидоглікан відіграє найважливішу роль у підтримці форми клітини. Гомолог бактеріального актину утворює в цитоплазмі спіральні філаменти. Саме вони можуть визначати форму клітини, контролюючи синтез пептидоглікану. Такий полімер покриває всю поверхню мікроорганізму, утворюючи жорстку захисну оболонку.

Також клітинна стінка, що складається з пептидоглікану, грає критичну роль в реалізації процесу виживання бактерій. Така можливість досягається за рахунок наступних фактів:

  • пептидоглікан чинить опір тій силі, яка виникає за рахунок внутрішньої осмолярності клітини і не дає клітці розриватися зсередини. Розрив клітинної стінки має катастрофічні наслідки для життєдіяльності бактеріального організму, оскільки порушується процес фізіологічного розвитку бактеріального організму;
  • пептидоглікан підтримує форму бактеріальної клітини, що також сприяє стабільності існування прокаріотів. Форма бактеріальної клітини також вважається адаптивною ознакою, який дає можливість мешкати в такому специфічному середовищі, як «інший організм».

Слід відзначити той факт, що всі відомі види бактерій діляться на дві групи за критерієм фарбування:

  • у грампозитивних бактерій присутній товстий шар пептидоглікану, що складається з декількох шарів гликановых ниток. В цьому випадку поперечні містки лежать в різних площинах і з’єднуються нитками;
  • у грамнегативних бактерій шар пептидоглікану дуже тонкий і має тільки один шар гликановых ниток. У зв’язку з цим формується двомірна структура, яка пов’язує пептидні містки в одній площині з глікановими ланцюгами.

Вважається, що перевагою більш товстої клітинної стінки є висока міцність і ефективний захист від фізичних впливів. Ті бактерії, які мають товсту клітинну стінку важче ліквідувати за допомогою антибактеріальних препаратів.

Всі властивості муреїну обумовлюються його структурою. Муреин володіє ефективними антигенними властивостями. Крім того, муреїн дозволяє здійснити транспорт речовин в бактеріальну клітину і за її межі. Саме тому пептидоглікан бере участь у фото і хемосинтезі, фіксації азоту та інших найважливіших процесах клітинної життєдіяльності.

Також петидогликан бере участь у русі клітини, що обумовлено наявністю ворсинок і джгутиків, які мають мембранну структуру і дуже щільно пов’язані з муреиновым мішком. Саме “муреиновая форма” бактеріальної клітини дозволяє розділити їх на коки, спірили, палички, спірохети та ін.

Підводячи підсумок всьому вищесказаному, можна зробити висновок про те, що муреин виконує наступні функції всередині бактеріальної клітини:

  • захист від зовнішніх впливів: механічних, хімічних та інших; антигенна захист, блокування чужорідних речовин;
  • надання бактеріальної клітині оригінальної форми і їх адаптація;
  • підтримка сталості складу бактеріальної клітини і участь в клітинному розподілі;
  • транспорт метаболітів у внутрішньоклітинний простір.

Оскільки муреин входить до складу клітинної стінки бактерій, то він є сигнальним речовиною для імунної системи людини та інших біологічних організмів. Наприклад, лізоцим входить до складу ферментів слини ссавців, що обумовлює її антибактеріальні властивості. Лізоцим досить добре розщеплює пептидоглікан. Багато пептидні ланцюжки руйнуються за допомогою муроендопептидази. Все антибіотики, які створюються в сучасному світі, а саме пеніцилін і цефалоспорин не руйнують пептидоглікан, але блокують його виробництво.

Підводячи підсумок всьому вищесказаному, можна зробити висновок про те, що муреин являє собою комплексне речовина, яка має стійку структуру і дає прокариотическим організмам деяку ступінь еволюційного переваги, що підтверджується їх тривалим існуванням протягом кількох хронологічних періодів.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Контактна регуляція