In diesem Artikel sehen wir uns die bakterielle Zellwand und 5 Fakten darüber an.
Bakterien sind freilebende einzellige Organismen, denen ein hervorstehender Zellkern fehlt. Sie kommen in allen Umgebungen vor, einschließlich organischer Stoffe, Wasser und Boden. Es gibt drei Formen von Bakterien: Kugeln, Stäbchen und Spiralen.
Bauen Bakterien Zellwände?
Die Bakterien bestehen aus einer komplexen Zellwand, die starr ist und aus Peptidoglycan besteht, das wie ein Netz ist. Es ist von gleichmäßiger Dicke und umgibt die zytoplasmatische Struktur, die Polysaccharide, Proteine und Teichonsäure enthält. Die Bildung von Bakterienzellen hilft bei der Aufrechterhaltung der Zellform und verhindert mechanische Schäden.
Die Hauptfunktion der Zellwand besteht darin, die Form beizubehalten und eine wichtige Rolle bei der Zellteilung zu spielen. Es fungiert als Schnittstelle zwischen der Zelle und der Umgebung; es vermittelt auch die Wechselwirkung mit Bakteriophagen und eukaryotischen Zellen.
Wie entstehen Bakterienzellen?
Bakterienzellen durchlaufen eine einfache Teilung, die als binäre Teilung bezeichnet wird, um zwei neue Tochterzellen zu bilden, die mit der Elternzelle identisch sind.
Zellteilung:
Das Bakterium hat ein singuläres zirkuläres Chromosom, das frei im Zytoplasma vorhanden ist, ihnen fehlt ein membrangebundenes Chromosom Kern. Das Chromosom ist in einer spezialisierten Region vorhanden, die als Nukleoid bezeichnet wird. Die Replikationsenzyme helfen der DNA, in einer Region kopiert zu werden, die als Replikationsursprung bezeichnet wird.
DNA Replikation weiter, und die beiden Ursprünge bewegen sich in die entgegengesetzte Richtung. Die Zelle wird länger und das neu gebildete Chromosom beginnt sich zu trennen.
Die Replikation wird fortgesetzt, bis das gesamte Chromosom kopiert ist und sich zum gegenüberliegenden Ende der Zelle bewegt. Es findet die Teilung des Zytoplasmas statt, dabei schnürt sich die Zellmembran nach innen ein und das Septum (neue Trennwand) wird in der Mitte der Zelle gebildet.
Das Septum spaltet sich in der Mitte und zwei neue Zellen werden freigesetzt und es lebt als neues Individuum weiter.
Wann werden Zellwände in Bakterienzellen gebildet?
Das Zellwand wird in Bakterien gebildet um die Form zu erhalten, Schutz zu bieten und auch dem intrazellulären Druck standzuhalten. Die Zellwand wird auch für die Zellteilung und das Wachstum benötigt. Die Zellwand besteht aus Peptidoglykanen, die die Bakterien vor osmotischer Lyse und mechanischen Kräften schützen.
Das Zytoplasma des Bakteriums ist normalerweise hypertonisch gegenüber der Umgebung, sodass das Wasser von außen in die Zelle eindringt. Wenn die Zellwand fehlt, platzt das Bakterium aufgrund des osmotischen Drucks, der durch den Wasserfluss entsteht, was als Osmolyse bezeichnet wird.
Was wird für die Zellwandbildung in einer Bakterienzelle benötigt?
Die Zellwand des Bakteriums besteht aus Peptidoglycan oder Murein. Peptidoglycan ist ein Polymer, das aus einer ineinandergreifenden Kette identischer Peptidoglycan-Monomere besteht. Das Monomer enthält zwei Aminozucker, N-Acetylglucosamin (NAG) und N-Acetylmuraminsäure (NAM).
Die Monomerketten sind durch ein Tetrapeptid miteinander vernetzt, das sich von der N-Acetylmuraminsäure-Zuckereinheit erstreckt und eine gitterartige Struktur erzeugt. Die vier Aminosäuren, die im Tetrapeptid vorhanden sind, sind:
- L-Alanin
- D-Glutamin
- L-Lysin
- D-Alanin
Gram-positive Bakterienzellwand:
Die Zellwand grampositiver Bakterien besteht zu 90 % aus Peptidoglycan mit einem weiteren Glycopolymer Teichonsäure, das in die Peptidoglycanschichten eingebettet ist. Die Teichonsäuren helfen bei der Erzeugung der negativen Nettoladung, die für die Entwicklung der Protonenantriebskraft wesentlich ist.
Es erhöht auch die Starrheit der Zellwand und ist an der Zellteilung beteiligt. Unter widrigen Bedingungen wie hohen Temperaturen und hohen Salzkonzentrationen bietet Teichonsäure Widerstand.
Zellwand gramnegativer Bakterien:
Das Gramnegativ Bakterien Zellwand ist komplexer als die grampositiven Bakterien. Die Plasmamembran der gramnegativen Bakterien befindet sich auf der Außenseite der Peptidoglycanschicht und wird als äußere Membran bezeichnet. Es besteht aus Polköpfen, Fettsäureschwänzen und integralen Proteinen.
Die Membran enthält ein großes Molekül namens Lipopolysaccharid (LPS), das an der äußeren Membran verankert ist. Es besteht aus drei verschiedenen Komponenten
- O-Polysaccharid
- Kern-Polysaccharid
- Lipid-A
Das LPS trägt zur negativen Nettoladung bei, stabilisiert die äußere Membran und schützt die Zelle vor der Wirkung chemischer Substanzen. Die Immunantwort in einem infizierten Wirt wird durch das O-Antigen ausgelöst und es erzeugt auch Antikörper. Lipid A wirkt als Endotoxin, das den Wirt beeinflusst und Fieber und Durchfall verursacht.
Wo werden Bakterienzellwände synthetisiert?
Die Synthese von Zellwand-Peptidoglykan ist ein komplexer Prozess, an dem verschiedene Enzymreaktionen auf der Innenseite und der Außenseite der Zytoplasmamembran beteiligt sind.
Während der binären Teilung werden die Peptidoglycan-Bindungen aufgebrochen und neue Peptidoglycan-Monomere werden hinzugefügt und die Peptid-Vernetzungen werden freigesetzt.
An der Synthese beteiligte Schritte:
Schritt 1:
Das Autolysin-Enzym bricht die glykosidische Bindung zwischen den Peptidoglykan-Monomeren und den Peptid-Kreuzbrücken, die die Zucker verbinden.
Schritt 2:
Das Cytosol produziert Peptidoglycan-Monomere und bindet an Bactoprenol. Die Bactoprenole helfen beim Transport von Peptidoglycan-Monomeren durch die zytoplasmatische Membran und interagieren mit Transglycosidasen, um die Monomere in die vorhandenen Peptidoglycane einzufügen.
Schritt 3:
Das Transglycosylase-Enzym fügt die neuen Peptidoglycan-Monomere in die Bruchregion ein und verknüpft sie.
Schritt 4:
Schließlich reformieren die Transpeptidase-Enzyme die Querverbindungen zwischen den Peptidoglykanschichten und machen die Zellwand stark.
Fazit:
Die bakterielle Zellwand besteht aus Peptidoglycan, das hilft, die Form beizubehalten und eine Zellwandlyse aufgrund von Innendruck zu verhindern.
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