Die Bakterienzelle

Chemische Zusammensetzung

Die vorrangige Komponente der Bakterienzelle ist Wasser, das 80% der Zellmasse ausmacht, und das Lösungsmittel, in dem die verschiedenen Komponenten dispergiert sind, organisch (Lipide, Proteine, Polysaccharide und Nukleinsäuren) und anorganisch (Mineralien wie Natrium, Zink, Phosphor, Eisen, Calcium und Schwefel.).

Kern

das Bakterium ist eine prokaryontische Zelle und unterscheidet sich als solche von der eukaryontischen (typisch für den Menschen, aber auch für Pflanzen, Tiere und Pilze) vor allem durch das Fehlen einer Kernmembran. Innerhalb der Bakterienzelle hätten wir daher ein einzelnes Chromosom, das direkt in das Zytoplasma eingetaucht ist und DNA enthält, die in eine superspiralisierte zirkuläre Struktur gehüllt ist.Diese DNA steht normalerweise in enger Verbindung mit bestimmten Regionen der Plasmamembran (MESOSOMI), wo die Enzyme zur bakteriellen Vermehrung und zur Energiegewinnung (oxidative Phosphorylierung).

Bakterielle Ribosomen

Innerhalb der Bakterienzellen finden wir die Ribosomen, kleiner als die eukaryontischen und mit unterschiedlicher Struktur und Sedimentationskonstanten [70er bei Bakterien (größere Untereinheit 50er, kleiner 30er) und 80er bei Eukaryoten (größere Untereinheit 70er, kleiner 40er)]. von Proteinen und RNA, gebildet aus chromosomaler DNA durch den Transkriptionsprozess.

Die Unterschiede, die bakterielle Ribosomen von menschlichen unterscheiden (denken Sie daran, dass das Ribosom die "zelluläre Organelle ist, die für die Proteinsynthese verantwortlich ist") hat die Entwicklung selektiver Medikamente ermöglicht, die in der Lage sind, die bakterielle Proteinsynthese zu hemmen, ohne die menschliche zu stören.

Plasma Membran

Die Plasmamembran des Bakteriums ist der eukaryotischen sehr ähnlich, wenn auch dünner; Zunächst erkennt man die typische Phospholipid-Doppelschicht, in die Glykoproteine und Glykolipide eingetaucht sind. Auch die Funktionen sind ähnlich, da die bakterielle Plasmamembran den Austausch mit der Umgebung reguliert. Außen finden wir eine charakteristische Struktur, die Bakterienwand. Es ist in diesem Zusammenhang sehr wichtig zu betonen, dass GRAM + Bakterien nur die Plasmamembran besitzen und die Zellwand, während es in GRAMs eine zusätzliche Struktur gibt, die als äußere Membran bezeichnet wird.

Bakterienwand

Die Bakterienwand verleiht dem Bakterium Steifigkeit und Festigkeit und verhindert, dass es in einer Umgebung mit reduziertem osmotischen Druck beschädigt wird; es übernimmt auch Abwehrfunktionen gegen Phagozytose und reguliert den Austausch von Nährstoffen und Metaboliten mit der Außenwelt (in Synergie mit der Plasmamembran).

Der Hauptbestandteil des bakteriellen Teils ist ein Polymer namens Peptidoglycan, das bei GRAM + Bakterien dicker und bei GRAM - dünner ist. Die beiden Monomere, aus denen es besteht, sind Aminozucker, genannt N-Acetylgucosamin (NAG) und Acetylmuransäure (NAM), die durch die glykosidischen Bindungen B 1-4 und B 1-6 miteinander verbunden sind. An jedes Molekül N-Acetylmuransäure sind 5 Aminosäuren gebunden, von denen die erste L-Alanin ist, während die letzten beiden aus D-Alanin bestehen.

Viele NAG- und NAM-Monomere führen dann zu einem Peptidoglycan-Molekül, und mehrere Peptidoglycan-Moleküle binden aneinander, um die Bakterienwand zu bilden. Diese Assoziation wird durch die Wirkung eines Enzyms namens TRANSPEPTIDASE gewährleistet, das eine Peptidbindung zwischen der dritten Aminosäure einer Kette und der vierten der Parallelkette hervorruft. Die Energie, die für diese Verbindung benötigt wird, wird durch den Verlust von die fünfte Aminosäure. , von der wir uns erinnern, dass sie ein D-Alanin ist. Penicillin, ein bekanntes Antibiotikum, wirkt auf dieser Ebene und verhindert die Verbindung zwischen der dritten und vierten Aminosäure der beiden parallelen Ketten. Lysozym, ein starkes antibakterielles Mittel, das unter anderem in Speichel und Tränen enthalten ist, bricht andererseits die B 1-4 -Bindung, die die Monomere NAM und NAG zusammenhält.

Bei GRAM-Bakterien - die Verbindung zwischen der dritten und vierten Aminosäure ist direkt, während sie bei GRAM-positiven durch 5 Glyzinien (Pentaglycinbrücke) vermittelt wird.

So wichtig sie auch ist, die Zellwand ist keine unverzichtbare Struktur für das Leben der Zelle, so dass sie einigen Bakterien fehlt.In ihr können sich auch Moleküle namens THEIC SÄUREN befinden, die typisch für GRAM-positive Bakterien sind, aber auch vorhanden sind in GRAM -; dies sind polyvalente Alkoholpolymere (Glycerin), verbunden mit Aminosäuren und Zuckern, die den Zweck haben, den Abbau von Peptidoglycan durch Lysozym und andere bakterizide Mittel zu verhindern.

Externe Membran

Typisch und exklusiv für GRAM - ist es über Lipoproteine mit der Bakterienwand verbunden.Es besteht aus zwei Blättern, davon:

das innerste ist von Natur aus Phospholipid;
während das Äußere aus einem sich wiederholenden Liposaccharid-Molekül besteht, dem sogenannten LPS (oder Lipopolysaccharid).

Das LPS-Lipopolysaccharid kann wiederum in drei Schichten unterteilt werden:

der innerste, lipidischer Natur, wird LIPID A genannt; es ist für alle GRAM-Bakterien gleich - und bildet seinen toxischen Bestandteil (ENDOTOXIN); daher lassen sich viele der klassischen klinischen Symptome einer "GRAM-Infektion" auf Lipid A zurückführen, wobei Fieber zweifellos die häufigste Erkrankung ist.
Der zentrale Teil von Polysaccharid-Natur wird C (oder Kern) genannt und ist für alle Bakterien gleich.
Der äußere Teil heißt ANTIGEN O, er ist immer ein Polysaccharid, unterscheidet sich aber von Bakterium zu Bakterium.

Die äußere Membran erkennt auch sehr kleine Proteine, sogenannte Porine, die die Aufnahme von Nährstoffen regulieren, aber auch von anderen Stoffen, wie den Antibiotika selbst (sie verhindern deren Eintritt).

VERGLEICH ZUR EUKARYOTISCHEN ZELLE: Zusätzlich zu den bereits aufgeführten Unterschieden fehlen Bakterienzellen einige für Eukaryoten typische komplexe Strukturen (endoplasmatisches Retikulum, Mitochondrien, Golgi-Apparat, Chloroplasten, Zentriolen und mitotische Spindel).