Murein ni bakteria inayohimili ukuta wa seli ya bakteria, pia inajulikana kama peptidoglucan. Murein ni heteropolymer (N-acetylglucosamine na asidi ya N-acetylmuramic iliyounganishwa kupitia mabaki ya lactate na minyororo mifupi ya peptidi). Kama dutu inayoamua kwa moja ya nyanja tatu za viumbe hai, bila shaka, polima hii ina vipengele vyake vya kimuundo na kazi. Hebu tujaribu kuyatatua.
Muundo wa seli ya bakteria
Bakteria ni kundi kubwa la viumbe prokaryotic. Kifaa chao cha urithi hakijafungwa kwenye kiini kilichotenganishwa na utando. Walakini, licha ya kuonekana mapema kwa mageuzi, viumbe hivi vimeenea katika mazingira yote ya sayari yetu. Wanaweza pia kuishi katika mashamba ya mafuta, katika maji ya moto ya gia, katika maji baridi ya bahari ya kaskazini, katika asidi ya tumbo ya wanyama. Upinzani wa mambo mabaya ya mazingira hupatikana kwa kiasi kikubwa kutokana na dutu maalum ambayo hufanya msingi wa ukuta wa seli ya bakteria. Dutu hii ni murein.
Seli ya bakteria ina 80-85% ya maji, ya 20% iliyobaki, kama sheria, nusu ni protini, sehemu ya tano ya RNA, 5% ya DNA na baadhi ya lipids. Ukuta wa seli huhesabu 20% ya kavuvitu (katika baadhi ya aina za microorganisms hata hadi 50%). Unene wa sahani hii ni takriban mikromita 0.01-0.045.
Murein kwenye ukuta wa seli
Kuwepo kwa ukuta dhabiti ni tabia sio tu kwa bakteria, bali pia kwa fangasi na mimea. Walakini, tu katika prokaryotes ina muundo sawa. Ukuta wa seli ya bakteria ni shell yenye nguvu iliyotengenezwa na molekuli changamano ya murein polysaccharide. Muundo wa polipeptidi una minyororo ya polisakaridi inayofanana iliyounganishwa na mabaki ya peptidi. Kizio cha msimu ni disaccharide muropeptidi (ndani yake asetili-D imeunganishwa na asidi asetilimuramiki).
Kipengele kikuu kinachoamua sifa za mfuko unaoundwa na murein ni kuwepo kwa mtandao uliofungwa wa minyororo ya polysaccharide. Hii inaunda mtandao mnene usio na mapungufu. Uzito wa ukuta huu ni wa spishi maalum - katika spishi zingine ni mnene kidogo (E. coli), kwa zingine ni zaidi (Staphylococcus aureus).
Katika biolojia, murein si polipeptidi tu, bali pia vijenzi vyake vinavyoandamana na ukuta wa seli ya bakteria. Kwa mfano, bakteria ya Gram-chanya pia hujumuisha polysaccharides, asidi taichoic, protini, au polypeptidi nyingine. Bakteria ya Gram-hasi ina inclusions zaidi kama hizo. Zina sifa ya liposakaridi changamano, lipoproteini, polipeptidi.
Jukumu la dutu hizi katika ulinzi dhidi ya virusi vya bacteriophage, na pia katika ulinzi dhidi ya viua vijasumu na vimeng'enya. Bakteria ya gramu-chanya wana mwili dhaifu. Katika bakteria ya Gram-hasi kutokana nauwepo wa idadi kubwa ya mjumuisho wa ziada, mifupa ya murein imefunikwa na utando laini wa kinga wa lipids.
Aina za peptidoglycan
Ingawa murein ni sehemu ya ukuta wa seli inayopatikana katika bakteria pekee, miundo inayofanana nayo pia ipo. Kwa mfano, katika ukuta wa baadhi ya archaea (microorganisms zisizo za nyuklia ambazo hazina miundo ya organelle) na mwani wa glaucocystophyte, pseudopeptidoglycan huundwa. Inafanya kazi sawa na inafanana katika muundo na murein.
Muundo wa murein, muundo wake
Muundo ni mtandao wa simu za mkononi unaoundwa na vijenzi vya n-acetylglucosamine na asidi ya n-acetylmuramic. Vifungo vinatengenezwa na vifungo vya β1,4-glycosidic. Kuunganisha msalaba hufanywa kwa njia ya mabaki ya peptidi kulingana na hatua ya enzyme ya transpeptidase. Msururu kama huo una asidi ya D-glutamic, L-lysine, D-alanine, L-alanine.
Wakati huo huo, sifa ya kipekee ni kwamba miundo-D kama hiyo hupatikana katika seli za prokaryotic pekee. Kwa hivyo, polypeptide iliyoundwa inachukua muundo wa muundo wa pande tatu ambao huunda msingi wa ukuta wa seli ya bakteria. Inatoa nguvu, ukinzani na uthabiti kwa utando.
Sifa na utendakazi
Sifa za mureini huamuliwa na muundo wake. Mbali na kufanya kazi ya mitambo na kusaidia, ina mali ya antijeni. Hii huamua jukumu lake la ulinzi lenye vipengele vingi kwa bakteria.
Moja ya kazi kuu za murein ni kusafirisha vitu ndani na nje ya bakteria. Mali hii huamua ushirikipeptidoglycan katika chemo ya yukariyoti na usanisinuru, urekebishaji wa nitrojeni na michakato mingine muhimu. Zote zinahusishwa na mwingiliano wa seli na mazingira, ambao hutolewa na ukuta wa seli.
Wakati huo huo, si molekuli kubwa pekee haziwezi kupita mtandao wa seli za dutu hii. Murein inapenyezwa kwa kuchagua, kwa mfano, mawakala wa antibiotiki. Sifa hii hutokea katika mchakato wa mageuzi na uteuzi bandia kwa upande wa mwanadamu.
Kushiriki kwa muundo huu katika harakati za seli kunahusishwa na kuwepo kwa villi na flagella, ambazo zina muundo wa utando na zimeunganishwa kwa uthabiti na mfuko wa murein.
Muundo wa minyororo ya peptidi inayounda peptidoglycan ni kipengele cha utaratibu na husaidia kutofautisha kati ya taxa ya vijidudu hivi. Kwa kuongeza, kulingana na sura ambayo murein huwapa bakteria, tunatofautisha kati ya vikundi vyao - cocci (pande zote), fimbo, spirochetes, nk.
Wingi na ubora wa mijumuisho ya ziada katika muundo wa ukuta wa seli huamua makundi mawili makubwa ya viumbe vidogo: bakteria ya gram-chanya na gram-negative. Utenganishaji hufanywa na madoa ya upelelezi.
Uthabiti wa Murein
Kwa kuwa mureini ni sehemu ya ukuta wa seli ya bakteria, ni dutu inayoashiria mfumo wa kinga ya binadamu na viumbe vingine. Kwa mfano, kimeng'enya cha lisozimu hupasua beta 1, vifungo 4 vya glycosidi kati ya mabaki ya acetylglucosamine na asidi ya acetylmuramic, na hivyo kusababisha hidrolisisi ya peptidoglucan na kifo cha bakteria.seli.
Lysozimu ni mojawapo ya vimeng'enya kwenye mate ya mamalia, ambayo huamua sifa zake za antibacterial. Pia huharibu minyororo ya peptidi ya muroendopeptidase, na hivyo kusababisha uharibifu wa polima. Dawa za antibiotics zilizoundwa (kwa mfano, penicillin, cephalosporin) huharibu uzalishaji wa peptidoglycan. Cycloserine huvuruga usanisi wa alanine.
Kukabiliana na mfiduo huu, bakteria huitikia ulinzi dhidi ya viuavijasumu. Mabadiliko katika mlolongo wa maumbile unaohusika na usanisi wa lactamases, transpeptidase, husababisha kuibuka kwa aina ambazo ni sugu kwa viua vijasumu. Pia, mwitikio wa mageuzi wa prokariyoti ni mabadiliko ya taratibu katika upenyezaji wa utando wa cycloserine na vitu vingine.
Murein katika biolojia ni mfumo unaobadilika kila mara. Hii inaelezea mbio za mara kwa mara za "antibiotics-aina mpya za bakteria", ambapo upokeaji wa dawa mpya zinazotumika bila shaka huhusishwa na kupungua kwa shughuli zao.
