Murein është një biopolimer mbështetës i murit qelizor bakterial, i njohur gjithashtu si peptidoglukan. Mureina është një heteropolimer (N-acetilglukozamina dhe acidi N-acetilmuramic i lidhur në mënyrë të kryqëzuar përmes mbetjeve të laktatit me zinxhirë të shkurtër peptidësh). Si një substancë përcaktuese për një nga tre fushat e qenieve të gjalla, natyrisht, ky polimer ka veçoritë e veta strukturore dhe funksionale. Le të përpiqemi t'i zgjidhim ato.
Struktura e një qelize bakteriale
Bakteret janë një grup i madh i organizmave prokariote. Aparati i tyre gjenetik nuk është i mbyllur në një bërthamë të ndarë nga një membranë. Megjithatë, megjithë paraqitjen e hershme evolucionare, këta organizma janë përhapur në të gjitha mjediset e planetit tonë. Ata gjithashtu mund të jetojnë në fushat e naftës, në ujin e vluar të gejzerëve, në ujërat e ftohta të oqeaneve veriore, në acidet e stomakut të kafshëve. Rezistenca ndaj faktorëve negativë të mjedisit arrihet kryesisht për shkak të një substance të veçantë që formon bazën e murit qelizor bakterial. Substanca është mureinë.
Një qelizë bakteriale përbëhet nga 80-85% ujë, nga 20% e mbetur, si rregull, gjysma janë proteina, një e pesta e ARN-së, 5% e ADN-së dhe disa lipide. Muri qelizor përbën 20% të të thatitsubstancave (në disa lloje mikroorganizmash edhe deri në 50%). Trashësia e kësaj pllake është rreth 0,01-0,045 mikrometra.
Murein në murin qelizor
Prania e një muri të fortë është karakteristik jo vetëm për bakteret, por edhe për kërpudhat dhe bimët. Sidoqoftë, vetëm në prokariotët ka një përbërje të ngjashme. Muri qelizor i një bakteri është një guaskë e fortë e bërë nga një molekulë polisakaride komplekse mureine. Struktura e një polipeptidi përbëhet nga zinxhirë polisaharide paralelë të ndërlidhur nga mbetjet e peptideve. Njësia modulare është muropeptidi disaharid (në të acetil-D është i lidhur me acidin acetilmuramic).
Karakteristika kryesore që përcakton vetitë e qeses së formuar nga mureina është prania e një rrjeti të mbyllur zinxhirësh polisaharide. Kjo formon një rrjet të dendur pa boshllëqe. Dendësia e këtij muri është specifike për speciet - në disa specie është më pak e dendur (E. coli), në të tjera është më e madhe (Staphylococcus aureus).
Në biologji, mureina nuk është vetëm një polipeptid, por edhe përbërësit e tij shoqërues të murit qelizor bakterial. Për shembull, bakteret Gram-pozitive përfshijnë gjithashtu polisaharide, acide taikoike, proteina ose polipeptide të tjera. Bakteret gram-negative kanë edhe më shumë përfshirje të tilla. Ato karakterizohen nga liposakaride komplekse, lipoproteina, polipeptide.
Roli i këtyre substancave në mbrojtjen kundër viruseve bakterofag, si dhe në mbrojtjen kundër antibiotikëve dhe enzimave agresive. Bakteret gram-pozitive kanë një trup të brishtë. Në bakteret gram-negative për shkak tëprania e një numri të madh përfshirjesh shtesë, skeleti murein është i mbuluar me një membranë të butë mbrojtëse lipidesh.
Llojet e peptidoglikanit
Megjithëse mureina është një përbërës i murit qelizor që gjendet vetëm te bakteret, struktura të ngjashme me të ekzistojnë gjithashtu. Për shembull, në murin e disa arkeave (mikroorganizmave jo bërthamorë që nuk kanë struktura organelore) dhe algave glaukocistofite, formohet pseudopeptidoglikan. Kryen të njëjtat funksione dhe është i ngjashëm në përbërje me murein.
Përbërja e mureinës, struktura e saj
Struktura është një rrjet qelizor i formuar nga përbërësit e n-acetilglukozaminës dhe acidit n-acetilmuramik. Lidhjet formohen nga lidhje β1,4-glikozidike. Lidhja e kryqëzuar kryhet me anë të mbetjeve peptide të bazuara në veprimin e enzimës së transpeptidazës. Një zinxhir i tillë përmban acid D-glutamik, L-lizinë, D-alaninë, L-alaninë.
Në të njëjtën kohë, e veçanta është se struktura të tilla D gjenden vetëm në qelizat prokariote. Kështu, polipeptidi i formuar merr formën e një strukture tre-dimensionale që formon bazën e murit qelizor bakterial. Ofron forcë, rezistencë dhe stabilitet në membranë.
Vetitë dhe funksionet
Vetitë e mureinës përcaktohen nga struktura e saj. Përveç kryerjes së një funksioni mekanik dhe mbështetës, ai ka veti antigjenike. Kjo përcakton rolin e saj të shumëanshëm mbrojtës për bakteret.
Një nga funksionet kryesore të mureinës është transportimi i substancave brenda dhe jashtë baktereve. Kjo pronë përcakton pjesëmarrjenpeptidoglikani në kemo- dhe fotosintezën eukariote, fiksimin e azotit dhe procese të tjera të rëndësishme. Të gjitha ato lidhen me ndërveprimin e qelizës dhe mjedisit, i cili sigurohet nga muri qelizor.
Në të njëjtën kohë, jo vetëm molekulat e mëdha nuk mund të anashkalojnë rrjetin qelizor të kësaj substance. Mureina është selektive e depërtueshme, për shembull, nga agjentët antibiotikë. Kjo veti lind në procesin e evolucionit dhe përzgjedhjes artificiale nga ana e njeriut.
Pjesëmarrja e kësaj strukture në lëvizjen qelizore shoqërohet me praninë e vileve dhe flagjelave, të cilat kanë strukturë membranore dhe janë të lidhura ngushtë me qeskën mureinike.
Përbërja e zinxhirëve peptidikë që përbëjnë peptidoglikanin është një veçori sistematike dhe ndihmon në dallimin midis taksoneve të këtyre mikroorganizmave. Përveç kësaj, sipas formës që u jep mureina baktereve, dallojmë grupet e tyre - koke (të rrumbullakëta), shufra, spiroketa etj.
Sasia dhe cilësia e përfshirjeve shtesë në strukturën e murit qelizor përcakton dy grupime të mëdha mikroorganizmash: bakteret gram-pozitive dhe gram-negative. Ndarja bëhet me ngjyrosje detektive.
stabilitet Murein
Meqenëse mureina është pjesë e murit qelizor bakterial, ajo është një substancë sinjalizuese për sistemin imunitar si të njerëzve ashtu edhe të organizmave të tjerë. Për shembull, enzima lizozima çan lidhjet beta 1, 4-glikozidike midis mbetjeve të acetilglukozaminës dhe acidit acetilmuramic, duke shkaktuar kështu hidrolizën e peptidoglukanit dhe vdekjen e baktereve.qelizat.
Lizozima është një nga enzimat në pështymën e gjitarëve, e cila përcakton vetitë e saj antibakteriale. Ai gjithashtu shkatërron zinxhirët peptidikë të muroendopeptidazës, duke shkaktuar kështu shkatërrimin e polimerit. Antibiotikët e krijuar (për shembull, penicilina, cefalosporina) pengojnë prodhimin e peptidoglikanit. Cikloserina prish sintezën e alaninës.
Si përgjigje ndaj këtij ekspozimi, bakteret i përgjigjen mbrojtjes nga antibiotikët. Mutacionet në sekuencën gjenetike përgjegjëse për sintezën e laktamazave, transpeptidazës, çojnë në shfaqjen e shtameve që janë rezistente ndaj antibiotikëve. Gjithashtu, përgjigja evolucionare e prokariotëve është një ndryshim gradual në përshkueshmërinë e membranës për cikloserinë dhe substanca të tjera.
Murein në biologji është një sistem që ndryshon vazhdimisht. Kjo shpjegon garën e vazhdueshme "antibiotikë - shtame të reja bakteresh", ku marrja e barnave të reja aktive shoqërohet në mënyrë të pashmangshme me një ulje graduale të aktivitetit të tyre.
