Murein-ը բակտերիալ բջջային պատի աջակցող կենսապոլիմեր է, որը նաև հայտնի է որպես պեպտիդօղլուկան: Մուրեյինը հետերոպոլիմեր է (N-ացետիլգլյուկոզամին և N-ացետիլմուրամիկ թթու խաչաձև կապակցված լակտատի մնացորդների միջոցով կարճ պեպտիդային շղթաներով): Որպես որոշիչ նյութ կենդանի էակների երեք տիրույթներից մեկի համար, իհարկե, այս պոլիմերն ունի իր կառուցվածքային և գործառական առանձնահատկությունները։ Եկեք փորձենք դրանք դասավորել։
Բակտերիալ բջիջի կառուցվածքը
Բակտերիաները պրոկարիոտ օրգանիզմների հսկայական կլաստեր են: Նրանց գենետիկական ապարատը պարփակված չէ թաղանթով առանձնացված միջուկում։ Այնուամենայնիվ, չնայած էվոլյուցիոն վաղ տեսքին, այս օրգանիզմները տարածվել են մեր մոլորակի բոլոր միջավայրերում: Նրանք կարող են ապրել նաև նավթի հանքերում, գեյզերների եռացող ջրերում, հյուսիսային օվկիանոսների սառը ջրերում, կենդանիների ստամոքսի թթուներում։ Բնապահպանական բացասական գործոնների դիմադրությունը մեծապես ձեռք է բերվում հատուկ նյութի շնորհիվ, որը կազմում է բակտերիաների բջջային պատի հիմքը: Նյութը մուրեին է։
Բակտերիաների բջիջը բաղկացած է 80-85% ջրից, մնացած 20%-ից, որպես կանոն, կեսը սպիտակուցներ են, ՌՆԹ-ի հինգերորդ մասը, ԴՆԹ-ի 5%-ը և որոշ լիպիդներ։ Բջջային պատը կազմում է չորության 20%-ընյութեր (միկրոօրգանիզմների որոշ տեսակներում՝ նույնիսկ մինչև 50%)։ Այս ափսեի հաստությունը մոտ 0,01-0,045 միկրոմետր է։
Murein բջջային պատում
Պինդ պատի առկայությունը բնորոշ է ոչ միայն բակտերիաներին, այլեւ սնկերին ու բույսերին։ Սակայն միայն պրոկարիոտների մոտ այն ունի նմանատիպ բաղադրություն։ Բակտերիաների բջջային պատը ամուր թաղանթ է, որը կազմված է բարդ մուրեին պոլիսախարիդային մոլեկուլից: Պոլիպեպտիդի կառուցվածքը բաղկացած է զուգահեռ պոլիսախարիդային շղթաներից՝ փոխկապակցված պեպտիդների մնացորդներով։ Մոդուլային միավորը դիսաքարիդ մուրոպեպտիդն է (դրանում ացետիլ-D-ն կապված է ացետիլմուրամաթթվի հետ):
Հիմնական հատկանիշը, որը որոշում է մուրեյնի ձևավորված պարկի հատկությունները, պոլիսախարիդային շղթաների փակ ցանցի առկայությունն է։ Սա ստեղծում է խիտ ցանց՝ առանց բացերի: Այս պատի խտությունը տեսակային է. որոշ տեսակների մոտ այն ավելի քիչ խիտ է (E. coli), մյուսների մոտ՝ ավելի շատ (Staphylococcus aureus):
Կենսաբանության մեջ մուրեինը ոչ միայն պոլիպեպտիդ է, այլ նաև բակտերիաների բջջային պատի ուղեկցող բաղադրիչները: Օրինակ, գրամ դրական բակտերիաները ներառում են նաև պոլիսախարիդներ, տայխոաթթուներ, սպիտակուցներ կամ այլ պոլիպեպտիդներ։ Գրամ-բացասական բակտերիաները նույնիսկ ավելի շատ նման ընդգրկումներ ունեն: Դրանք բնութագրվում են բարդ լիպոսաքարիդներով, լիպոպրոտեիններով, պոլիպեպտիդներով։
Այս նյութերի դերը բակտերիոֆագ վիրուսներից պաշտպանվելու, ինչպես նաև ագրեսիվ հակաբիոտիկներից և ֆերմենտներից պաշտպանվելու գործում: Գրամ դրական բակտերիաները փխրուն մարմին ունեն։ Գրամ-բացասական բակտերիաներում պայմանավորվածմեծ թվով լրացուցիչ ներդիրների առկայություն, մուրեյնի կմախքը ծածկված է լիպիդների փափուկ պաշտպանիչ թաղանթով։
Պեպտիդոգլիկանի տեսակները
Չնայած մուրեինը բջջային պատի բաղադրիչ է, որը հանդիպում է միայն բակտերիաների մեջ, սակայն կան նաև դրան նման կառուցվածքներ: Օրինակ՝ որոշ արխեաների (ոչ միջուկային միկրոօրգանիզմներ, որոնք չունեն օրգանելային կառուցվածք) և գլաուկոցիստոֆիտ ջրիմուռների պատում առաջանում է պսևդոպեպտիդոգլիկան։ Այն կատարում է նույն գործառույթները և իր կազմով նման է մուրեինին։
Մուրեյնի կազմը, նրա կառուցվածքը
Կառուցվածքը բջջային ցանց է, որը ձևավորվում է n-ացետիլգլյուկոզամինի և n-ացետիլմուրամաթթվի բաղադրիչներից: Կապերը ձևավորվում են β1,4-գլիկոզիդային կապերով։ Խաչաձև կապն իրականացվում է տրանսպեպտիդազ ֆերմենտի գործողության հիման վրա պեպտիդային մնացորդների միջոցով։ Նման շղթան պարունակում է D-գլուտամինաթթու, L-լիզին, D-ալանին, L-ալանին:
Միևնույն ժամանակ, առանձնահատկությունն այն է, որ նման D- կառուցվածքներ հանդիպում են միայն պրոկարիոտ բջիջներում։ Այսպիսով, ձևավորված պոլիպեպտիդը ստանում է եռաչափ կառուցվածքի ձև, որը կազմում է բակտերիաների բջջային պատի հիմքը: Այն ապահովում է թաղանթին ամրություն, դիմադրություն և կայունություն։
Հատկություններ և գործառույթներ
Մուրեյնի հատկությունները որոշվում են նրա կառուցվածքով: Բացի մեխանիկական և օժանդակ գործառույթ կատարելուց, այն ունի հակագենային հատկություններ: Սա որոշում է նրա բազմակողմանի պաշտպանիչ դերը բակտերիաների համար:
Մուրեինի հիմնական գործառույթներից մեկը նյութերը բակտերիաներ տեղափոխելն ու դուրս բերելն է: Այս գույքը որոշում է մասնակցությունըպեպտիդոգլիկանը էուկարիոտիկ քիմիա- և ֆոտոսինթեզի, ազոտի ֆիքսման և այլ կարևոր գործընթացներում: Դրանք բոլորը կապված են բջջի և շրջակա միջավայրի փոխազդեցության հետ, որն ապահովում է բջջային պատը։
Միևնույն ժամանակ ոչ միայն մեծ մոլեկուլները չեն կարող շրջանցել այս նյութի բջջային ցանցը։ Մուրեինը ընտրողաբար թափանցելի է, օրինակ, հակաբիոտիկների նկատմամբ: Այս հատկությունն առաջանում է մարդու կողմից էվոլյուցիայի և արհեստական ընտրության գործընթացում։
Այս կառուցվածքի մասնակցությունը բջիջների շարժմանը կապված է թաղանթային կառուցվածք ունեցող վիլլիների և դրոշակների առկայության հետ և սերտորեն կապված են մուրեին պարկի հետ։
Պեպտիդային շղթաների բաղադրությունը, որոնք կազմում են պեպտիդոգլիկանը, համակարգված հատկանիշ է և օգնում է տարբերակել այս միկրոօրգանիզմների տաքսոնները: Բացի այդ, ըստ մուրեյնի ձևի, որը տալիս է բակտերիաներին, մենք տարբերում ենք դրանց խմբերը՝ կոկի (կլոր), ձողեր, սպիրոխետներ և այլն։
Բջջային պատի կառուցվածքում լրացուցիչ ընդգրկումների քանակն ու որակը որոշում են միկրոօրգանիզմների երկու մեծ կլաստերներ՝ գրամ դրական և գրամ-բացասական բակտերիաներ: Տարանջատումը կատարվում է դետեկտիվ գունավորմամբ։
Murein կայունություն
Քանի որ մուրեինը բակտերիաների բջջային պատի մասն է, այն ազդանշանային նյութ է ինչպես մարդկանց, այնպես էլ այլ օրգանիզմների իմունային համակարգի համար: Օրինակ, լիզոզիմ ֆերմենտը խզում է բետա 1, 4-գլիկոզիդային կապերը ացետիլգլյուկոզամինի և ացետիլմուրամաթթվի մնացորդների միջև՝ դրանով իսկ առաջացնելով պեպտիդօղլուկանի հիդրոլիզ և բակտերիաների մահ։բջիջներ։
Լիզոզիմը կաթնասունների թքի ֆերմենտներից մեկն է, որը որոշում է նրա հակաբակտերիալ հատկությունները։ Այն նաև ոչնչացնում է մուրոենդոեպպտիդազի պեպտիդային շղթաները՝ դրանով իսկ առաջացնելով պոլիմերի քայքայումը։ Ստեղծված հակաբիոտիկները (օրինակ՝ պենիցիլին, ցեֆալոսպորին) խաթարում են պեպտիդոգլիկանի արտադրությունը։ Ցիկլոսերինը խախտում է ալանինի սինթեզը։
Ի պատասխան այս ազդեցության, բակտերիաները արձագանքում են հակաբիոտիկներից պաշտպանվածությանը: Լակտամազների՝ տրանսպեպտիդազի սինթեզի համար պատասխանատու գենետիկական հաջորդականության մուտացիաները հանգեցնում են հակաբիոտիկների նկատմամբ կայուն շտամների առաջացմանը։ Նաև պրոկարիոտների էվոլյուցիոն արձագանքը մեմբրանի թափանցելիության աստիճանական փոփոխությունն է ցիկլոսերինի և այլ նյութերի համար:
Murein-ը կենսաբանության մեջ անընդհատ փոփոխվող համակարգ է: Սա բացատրում է «հակաբիոտիկներ-նոր բակտերիաների շտամներ» մշտական մրցավազքը, որտեղ նոր ակտիվ դեղամիջոցների ընդունումն անխուսափելիորեն կապված է դրանց ակտիվության աստիճանական նվազման հետ:
