Murein เป็นผนังเซลล์ของแบคทีเรียที่รองรับไบโอโพลีเมอร์หรือที่เรียกว่าเปปติโดกลูแคน มูรินเป็นเฮเทอโรโพลีเมอร์ (N-acetylglucosamine และกรด N-acetylmuramic เชื่อมขวางผ่านแลคเตทเรซิดิวด้วยสายเปปไทด์สั้น) แน่นอนว่าพอลิเมอร์นี้เป็นสารกำหนดหนึ่งในสามโดเมนของสิ่งมีชีวิต โพลีเมอร์นี้มีคุณสมบัติทางโครงสร้างและหน้าที่ของตัวเอง มาลองจัดกันดู
โครงสร้างเซลล์แบคทีเรีย
แบคทีเรียเป็นกลุ่มโปรคาริโอตที่กว้างใหญ่ เครื่องมือทางพันธุกรรมของพวกมันไม่อยู่ในนิวเคลียสที่คั่นด้วยเมมเบรน อย่างไรก็ตาม แม้จะมีลักษณะที่ปรากฏในช่วงต้นของวิวัฒนาการ สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ได้แพร่กระจายไปทั่วทุกสภาพแวดล้อมในโลกของเรา พวกมันยังสามารถอาศัยอยู่ในทุ่งน้ำมัน ในน้ำเดือดของกีย์เซอร์ ในน้ำเย็นของมหาสมุทรทางตอนเหนือ ในกรดในกระเพาะของสัตว์ ความต้านทานต่อปัจจัยแวดล้อมเชิงลบเกิดขึ้นได้อย่างมากเนื่องจากสารพิเศษที่เป็นพื้นฐานของผนังเซลล์แบคทีเรีย สารคือมูริน
เซลล์แบคทีเรียประกอบด้วยน้ำ 80-85% ส่วนที่เหลืออีก 20% ตามกฎแล้วครึ่งหนึ่งเป็นโปรตีน หนึ่งในห้าของ RNA 5% ของ DNA และไขมันบางส่วน ผนังเซลล์คิดเป็น 20% ของความแห้งสาร (ในจุลินทรีย์บางชนิดถึง 50%) ความหนาของเพลทนี้ประมาณ 0.01-0.045 ไมโครเมตร
มูรินในผนังห้องขัง
ผนังทึบมีลักษณะเฉพาะสำหรับแบคทีเรียเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเชื้อราและพืชด้วย อย่างไรก็ตามเฉพาะในโปรคาริโอตเท่านั้นที่มีองค์ประกอบคล้ายกัน ผนังเซลล์ของแบคทีเรียเป็นเปลือกที่แข็งแรงซึ่งทำจากโมเลกุลโพลีแซคคาไรด์ของมูรินที่ซับซ้อน โครงสร้างของพอลิเปปไทด์ประกอบด้วยสายพอลิแซ็กคาไรด์คู่ขนานที่เชื่อมต่อกันด้วยสารตกค้างของเปปไทด์ หน่วยโมดูลาร์คือไดแซ็กคาไรด์มูโรเปปไทด์ (ในนั้นอะซิติล-ดีเชื่อมต่อกับกรดอะซิติลมูรามิก)
คุณสมบัติหลักที่กำหนดคุณสมบัติของถุงที่เกิดจากมูรินคือการมีอยู่ของเครือข่ายโพลีแซ็กคาไรด์แบบปิด ทำให้เกิดเครือข่ายหนาแน่นไม่มีช่องว่าง ความหนาแน่นของผนังนี้เป็นแบบเฉพาะสายพันธุ์ - บางชนิดมีความหนาแน่นน้อยกว่า (E. coli) บางชนิดมีความหนาแน่นมากกว่า (Staphylococcus aureus)
ในทางชีววิทยา มูรินไม่ได้เป็นเพียงโพลีเปปไทด์ แต่ยังรวมถึงส่วนประกอบที่ประกอบกันของผนังเซลล์แบคทีเรียด้วย ตัวอย่างเช่น แบคทีเรียแกรมบวกยังรวมถึงพอลิแซ็กคาไรด์, กรดไทโชอิก, โปรตีนหรือพอลิเปปไทด์อื่นๆ แบคทีเรียแกรมลบยังมีสิ่งเจือปนอื่นๆ อีกมาก พวกมันมีลักษณะเฉพาะด้วยไลโปแซ็กคาไรด์ที่ซับซ้อน ไลโปโปรตีน โพลีเปปไทด์
บทบาทของสารเหล่านี้ในการป้องกันไวรัสแบคทีเรีย เช่นเดียวกับการป้องกันยาปฏิชีวนะและเอนไซม์ที่มีฤทธิ์รุนแรง แบคทีเรียแกรมบวกมีร่างกายบอบบาง ในแบคทีเรียแกรมลบเนื่องจากการปรากฏตัวของการรวมเพิ่มเติมจำนวนมากโครงกระดูกของมูรินถูกปกคลุมด้วยเมมเบรนป้องกันที่อ่อนนุ่มของไขมัน
ประเภทของเปปติโดกลีแคน
แม้ว่ามูรินเป็นส่วนประกอบของผนังเซลล์ที่พบเฉพาะในแบคทีเรีย แต่มีโครงสร้างที่คล้ายคลึงกัน ตัวอย่างเช่นในผนังของ archaea บางชนิด (จุลินทรีย์ที่ไม่ใช่นิวเคลียร์ที่ไม่มีโครงสร้างออร์แกเนลล์) และสาหร่าย glaucocystophyte ก่อให้เกิด pseudopeptidoglycan มันทำหน้าที่เดียวกันและมีองค์ประกอบคล้ายกับมูริน
องค์ประกอบของมูริน โครงสร้างของมัน
โครงสร้างเป็นเครือข่ายเซลลูลาร์ที่เกิดขึ้นจากส่วนประกอบของกรด n-acetylglucosamine และ n-acetylmuramic พันธะเกิดขึ้นจากพันธะ β1,4-ไกลโคซิดิก การเชื่อมขวางจะดำเนินการโดยใช้สารตกค้างของเปปไทด์ตามการกระทำของเอนไซม์ทรานส์เปปติเดส ห่วงโซ่ดังกล่าวประกอบด้วยกรด D-glutamic, L-lysine, D-alanine, L-alanine
ในเวลาเดียวกัน ลักษณะเฉพาะคือโครงสร้าง D ดังกล่าวพบได้ในเซลล์โปรคาริโอตเท่านั้น ดังนั้นโพลีเปปไทด์ที่เกิดขึ้นจึงอยู่ในรูปของโครงสร้างสามมิติที่เป็นพื้นฐานของผนังเซลล์แบคทีเรีย ให้ความแข็งแรง ต้านทาน และความมั่นคงแก่เมมเบรน
คุณสมบัติและฟังก์ชั่น
คุณสมบัติของมูรินถูกกำหนดโดยโครงสร้าง นอกเหนือจากการทำหน้าที่ทางกลและการรองรับแล้ว ยังมีคุณสมบัติแอนติเจนอีกด้วย สิ่งนี้กำหนดบทบาทในการป้องกันแบคทีเรียในหลายแง่มุม
หน้าที่หลักของมูรินอย่างหนึ่งคือการขนส่งสารเข้าและออกจากแบคทีเรีย คุณสมบัตินี้กำหนดการมีส่วนร่วมpeptidoglycan ในยูคาริโอตคีโมและการสังเคราะห์ด้วยแสง การตรึงไนโตรเจน และกระบวนการที่สำคัญอื่นๆ ทั้งหมดนี้สัมพันธ์กับปฏิสัมพันธ์ของเซลล์และสิ่งแวดล้อม ซึ่งมาจากผนังเซลล์
ในเวลาเดียวกัน ไม่เพียงแต่โมเลกุลขนาดใหญ่เท่านั้นที่ไม่สามารถข้ามเครือข่ายเซลลูลาร์ของสารนี้ได้ มูรินสามารถซึมผ่านคัดเลือกได้ ตัวอย่างเช่น สารปฏิชีวนะ คุณสมบัตินี้เกิดขึ้นในกระบวนการวิวัฒนาการและการคัดเลือกโดยมนุษย์
การมีส่วนร่วมของโครงสร้างนี้ในการเคลื่อนไหวของเซลล์สัมพันธ์กับการปรากฏตัวของวิลลี่และแฟลกเจลลาซึ่งมีโครงสร้างเป็นเมมเบรนและเชื่อมต่อกับถุงมูรินอย่างแน่นหนา
องค์ประกอบของสายเปปไทด์ที่ประกอบเป็นเปปไทด์ไกลแคนเป็นคุณสมบัติที่เป็นระบบและช่วยแยกแยะระหว่างแท็กซ่าของจุลินทรีย์เหล่านี้ นอกจากนี้ ตามรูปร่างที่มูรินให้กับแบคทีเรีย เราแยกความแตกต่างระหว่างกลุ่มของพวกมัน - cocci (กลม), rods, spirochetes เป็นต้น
ปริมาณและคุณภาพของการรวมเพิ่มเติมในโครงสร้างของผนังเซลล์กำหนดกลุ่มจุลินทรีย์ขนาดใหญ่สองกลุ่ม: แบคทีเรียแกรมบวกและแกรมลบ การแยกตัวทำได้โดยการย้อมสีนักสืบ
มูรินเสถียร
มูรินเป็นส่วนหนึ่งของผนังเซลล์แบคทีเรีย เป็นสารส่งสัญญาณสำหรับระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ตัวอย่างเช่น เอนไซม์ไลโซไซม์แยกเบต้า 1 พันธะ 4-ไกลโคซิดิกระหว่างสารตกค้างของอะซิติลกลูโคซามีนและกรดอะซิติลมูรามิก ทำให้เกิดการไฮโดรไลซิสของเปปติโดกลูแคนและการตายของแบคทีเรียเซลล์
ไลโซไซม์เป็นหนึ่งในเอ็นไซม์ในน้ำลายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ซึ่งกำหนดคุณสมบัติในการต้านเชื้อแบคทีเรียของไลโซไซม์ นอกจากนี้ยังทำลายสายเปปไทด์ของ muroendopeptidase ซึ่งจะทำให้พอลิเมอร์ถูกทำลาย ยาปฏิชีวนะที่สร้างขึ้น (เช่น เพนิซิลลิน, เซฟาโลสปอริน) ขัดขวางการผลิตเปปติโดไกลแคน Cycloserine ขัดขวางการสังเคราะห์อะลานีน
ในการตอบสนองต่อการสัมผัสนี้ แบคทีเรียตอบสนองต่อการป้องกันจากยาปฏิชีวนะ การกลายพันธุ์ในลำดับพันธุกรรมที่รับผิดชอบในการสังเคราะห์ lactamases, transpeptidase นำไปสู่การเกิดขึ้นของสายพันธุ์ที่ทนต่อยาปฏิชีวนะ นอกจากนี้ การตอบสนองเชิงวิวัฒนาการของโปรคาริโอตคือการเปลี่ยนแปลงทีละน้อยในการซึมผ่านของเมมเบรนของไซโคลเซอรีนและสารอื่นๆ
Murein ในด้านชีววิทยาเป็นระบบที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา สิ่งนี้อธิบายการแข่งขันอย่างต่อเนื่อง "ยาปฏิชีวนะ - แบคทีเรียสายพันธุ์ใหม่" ซึ่งการรับยาออกฤทธิ์ใหม่นั้นสัมพันธ์อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้กับการลดลงทีละน้อยในกิจกรรม