Mikrobiologiyanın füsunkar dünyasında, murein olaraq da bilinən peptidoqlikan memarlıqda vacib bir quruluş olaraq ortaya çıxır. divarın bakteriya hüceyrəsi. Plazma membranının bir az altında yerləşən bu sərt təbəqə bakteriyalara xarakterik forma verir və müxtəlif ətraf mühit şəraitinə və patogenlərə qarşı qorunma və müqavimətdə mühüm rol oynayır. Bəs niyə bu quruluşa peptidoqlikan deyilir? Bu yazıda biz bu adın əsaslarını araşdıracağıq və xüsusiyyətlərini araşdıracağıq və əsas funksiyalar Bakteriyalarda peptidoqlikan.
I. Bakterial hüceyrə divarının sərt təbəqəsi kimi peptidoqlikana giriş
Peptidoqlikan çox vacib bir molekuldur hüceyrə divarı bakteriyaların. Bu, bakteriya hüceyrələrinə dəstək və qorunma təmin edən, onların struktur bütövlüyünü təmin edən sərt təbəqədir. Bu molekul peptid bağları ilə bağlanmış N-asetilqlükozamin və N-asetilmuramik turşunun alternativ zəncirlərindən əmələ gələn üçölçülü şəbəkədən ibarətdir.
Sərtlik təmin etməklə yanaşı hüceyrə divarı bakteriya, peptidoqlikan da saxlanmasında mühüm rol oynayır hüceyrə forması və osmotik təzyiqə davamlıdır. Sərt və yüksək davamlı təbiətinə görə, peptidoqlikan bakteriyalara xarakterik formasını saxlamağa imkan verir və osmotik təzyiq dəyişikliklərinə tab gətirə bilir. Bu sərt təbəqə olmadan bakteriyalar zədələnməyə və hüceyrə parçalanmasına daha həssas olardı.
Peptidoqlikanın quruluşu bir sıra mühüm xüsusiyyətlərə malikdir. Bir tərəfdən, onun üçölçülü çərçivəsi əsasən N-asetilmuramik turşu və N-asetilqlükozamin vahidlərinin xətti zəncirlərindən ibarətdir. Bu zəncirlər bir-biri ilə peptid körpüləri ilə kəsişir və bu, peptidoqlikanın ümumi strukturuna daha çox sabitlik verir. Bundan əlavə, bəzi bakteriyalarda peptidoqlikana bağlanan və onun funksionallığına töhfə verən teyxoik turşular və lipoteixoik turşular kimi əlavə molekullar tapıla bilər.
II. Peptidoqlikanın kimyəvi tərkibi və onun struktur funksiyası
Peptidoglikan vacib bir komponentdir hüceyrə divarından bakteriyaların və arxelərin, bu hüceyrələrin sərtliyini və qorunmasını təmin edir. Onun kimyəvi quruluşu əsasən N-asetilqlükozamin (NAG) və N-asetilmuramik turşunun (NAM) iki növ şəkər vahidinin təkrarlanması nəticəsində əmələ gələn xətti polisaxarid zəncirlərindən ibarətdir. Bu zəncirlər bir-biri ilə birləşərək hüceyrəni əhatə edən və onun xarakterik formasını təmin edən üç ölçülü şəbəkə meydana gətirir.
Peptidoqlikan strukturuna N-asetilmuramik turşusu ilə əlaqəli qısa peptid zəncirləri də daxildir. Bu peptidlərin tərkibi müxtəlif bakterial və arxeal növlər arasında dəyişə bilər, hüceyrə divarının fiziki xüsusiyyətlərinə çox yönlülük təmin edir. Peptidlər və şəkərlər arasındakı bağlar hüceyrənin struktur bütövlüyünü təmin edərək, gərginliyə daha çox müqavimət göstərir.
Peptidoqlikanın əsas funksiyası osmotik təzyiqə dəstək və müqavimət göstərməkdir. Hüceyrənin formasını saxlamaqla yanaşı, peptidoqlikanın strukturu ona təzyiqin qəfil dəyişməsinə müqavimət göstərməyə imkan verir. Bu xüsusiyyət fiziki şəraitin son dərəcə dəyişkən ola biləcəyi ekstremal mühitlərdə yaşayan bakteriya və arxeya üçün xüsusilə vacibdir. Peptidoqlikanın sərtliyi həm də molekulların və patogenlərin daxil olmasına qarşı effektiv maneə yaradır, beləliklə, bakterial və ya arxa hüceyrəni mümkün zədələrdən qoruyur.
III. Peptidoqlikan bakteriyanın qorunmasında və sabitliyində vacib bir komponent kimi
Peptidoqlikan bakteriyanın qorunmasında və sabitliyində vacib bir komponentdir. Bu, bakteriyaların hüceyrə divarında mövcud olan, mexaniki müqavimət və ozmotik lizizdən qorunma təmin edən sərt bir quruluşdur. Bakteriyaların sağ qalmasında peptidoqlikanın əhəmiyyəti ilə bağlı üç əsas məqam aşağıda verilmişdir:
1. Xarici hücumlardan qorunma: Peptidoqlikan bakteriyaları müxtəlif xarici hücumlardan, məsələn, litik fermentlərin təsiri və antimikrobiyal kimyəvi maddələrə məruz qalmaqdan qoruyan güclü fiziki maneə təşkil edir. Bu quruluş bakteriyalara bir qalxan təmin edir, onların parçalanmasının qarşısını alır və ətraf mühitin gərginliyi vəziyyətlərində onları toxunulmaz saxlayır.
2. Hüceyrə formasının saxlanması: Peptidoqlikan bakteriyaların formasına və sərtliyinə kömək edir, çünki hüceyrəni dəstəkləyən struktur bir iskele rolunu oynayır. Bu xüsusiyyət sayəsində bakteriyalar öz xarakterik formasını saxlaya bilir, funksionallıqlarını təmin edir və metabolik proseslərə və çoxalma qabiliyyətinə təsir edə biləcək deformasiyalardan qaçır.
3. Osmotik təzyiqə qarşı müqavimət: Peptidoqlikan ətraf mühitin osmotik təzyiqinin dəyişməsi şəraitində bakteriya hüceyrə divarının bütövlüyünü qorumaq üçün xüsusilə vacibdir. Bu quruluş bakteriyalara hüceyrənin xarici və daxili hissəsi arasında məhlul konsentrasiyasındakı fərqlərə tab gətirmək, suyun həddindən artıq daxil olmasına mane olmaq və onun yaşaması üçün lazım olan hüceyrə turgorunu saxlamaq qabiliyyəti verir.
IV. Peptidoqlikanda peptid və qlikozid bağları və onların əhəmiyyəti
Peptidoqlikan, sərtlik və qoruma təmin edən bakteriyaların hüceyrə divarının vacib komponentidir. Bu polimer iki növ bağın birləşməsindən əmələ gəlir: peptid bağları və qlikozid bağları.
Peptidoqlikanı təşkil edən amin turşuları arasında peptid bağları qurularaq üçölçülü strukturun əmələ gəlməsinə şərait yaradır. Bu bağlar yüksək dərəcədə davamlıdır və bakteriya hüceyrə divarının mexaniki müqavimətinə kömək edir, osmotik təzyiqlər altında qırılmanın qarşısını alır.
Digər tərəfdən, peptidoqlikanı təşkil edən şəkərlər N-asetilqlükozamin (NAG) və N-asetilmuramik turşusu (NAM) arasında qlikozid bağları yaranır. Bu bağlar hüceyrə divarının struktur bütövlüyünü qorumaq və onun qoruyucu funksiyasını təmin etmək üçün çox vacibdir. Bundan əlavə, qlikozid bağları peptidoqlikanın uzanmasına imkan verir, hüceyrə böyüməsinə və bölünməsinə imkan verir.
V. Peptidoqlikan yeni antibiotiklərin inkişafında terapevtik hədəf kimi
Peptidoqlikan bakteriyaların hüceyrə divarında olan sərt təbəqədir və onların sağ qalmasında mühüm rol oynayır. Penisilin və amoksisillin kimi beta-laktam antibiotiklərinin əsas hədəfidir. Bununla belə, son onilliklərdə bu antibiotiklərə qarşı müqavimətin həyəcan verici artması müşahidə olunur ki, bu da peptidoqlikanı hədəf alan yeni dərmanların hazırlanması zərurətinə səbəb olur.
Alimlər davamlı bakteriyalarla mübarizə aparmaq üçün peptidoqlikan sintezini və ya deqradasiyasını maneə törətmək üçün müxtəlif strategiyaları araşdırırlar. Ən perspektivli yollardan biri peptidoqlikan strukturunda əsas çarpaz əlaqələrin formalaşmasında iştirak edən transpeptidaza fermentinin inhibitorlarının inkişafıdır. Bu inhibitorlar bakteriya hüceyrə divarını zəiflətməyə və bakteriyaları digər antibiotiklərə daha həssas etməyə kömək edə bilər.
Transpeptidaza ferment inhibitorlarına əlavə olaraq, peptidoqlikanı hədəfləmək üçün başqa strategiyalar araşdırılır. Buraya peptidoqlikan prekursorlarının sintezinə mane olan birləşmələrin, həmçinin bu strukturu pozan fermentlərə təsir edən agentlərin axtarışı daxildir. Bu müxtəlif yanaşmalar bakterial hüceyrə divarını zəiflətmək və mövcud antibiotiklərin effektivliyini artırmaq və ya hətta peptidoqlikan üçün yüksək spesifik olan yeni antibiotiklər hazırlamaq məqsədi daşıyır.
SAW. Peptidoqlikan sintezinə təsir edən amillər və onun bakteriya müqaviməti ilə əlaqəsi
Peptidoqlikan bakteriyaların hüceyrə divarının vacib komponentidir və onların müqavimətində əsas rol oynayır. Peptidoqlikan sintezi bakteriya müqavimətinə təsir göstərə bilən bir sıra amillərlə tənzimlənir. Burada bu amillərdən bəzilərini və onların peptidoqlikan sintezi və bakteriya müqaviməti ilə əlaqəsini müzakirə edəcəyik.
1. Peptidoqlikanın sintezində iştirak edən fermentlər: Peptidoqlikanın sintezi prosesin müxtəlif mərhələlərini kataliz edən bir sıra fermentləri əhatə edir. Bu fermentlərə peptidoqlikanda peptid və qlikozid bağlarının əmələ gəlməsinə və modifikasiyasına cavabdeh olan ligazalar, sintetazalar və hidrolazalar daxildir. Bu fermentlərin fəaliyyətində hər hansı dəyişiklik peptidoqlikan sintezinə və deməli, bakteriya müqavimətinə təsir göstərə bilər.
2. Antibiotiklərin olması: Bəzi antibiotiklər peptidoqlikan sintezini inhibə edərək öz təsirini göstərir. Məsələn, penisilin və vankomisin peptidoqlikanda peptid bağlarının formalaşmasına cavabdeh olan fermentlərin fəaliyyətini maneə törətməklə fəaliyyət göstərir. Bu antibiotiklərin olması peptidoqlikan sintezini ləngidə və ya dayandıra bilər ki, bu da bakteriya müqavimətinin azalmasına səbəb olur.
3. Genetik amillər: Peptidoqlikan sintezi qismən bakteriyaların genetik məlumatı ilə müəyyən edilir. Peptidoqlikan sintezində iştirak edən fermentləri kodlayan genlərdəki mutasiyalar onların fəaliyyətinə və deməli, bakteriya müqavimətinə təsir göstərə bilər. Bundan əlavə, axıntı nasoslarını kodlayan və dəyişdirici fermentlər kimi bakterial müqavimət genlərinin mövcudluğu da peptidoqlikan sintezinə və bakteriya müqavimətinə təsir göstərə bilər.
VII. Taksonomik marker kimi peptidoqlikan və onun bakteriya identifikasiyasına töhfəsi
Peptidoqlikan bakteriyaların hüceyrə divarının vacib komponentidir və onun unikal strukturu onu bakteriya identifikasiyası üçün vacib taksonomik marker edir. Peptidoqlikanda mövcud olan peptid bağlarının və qlükoza molekullarının tərkibi və paylanması müxtəlif bakteriya növləri arasında dəyişir ki, bu da onları fərqli taksonlara ayırmağa və təsnif etməyə imkan verir.
Bakterial nümunədə peptidoqlikan tərkibinin təyini infraqırmızı spektroskopiya, xromatoqrafiya və elektron mikroskopiya kimi müxtəlif üsullardan istifadə etməklə həyata keçirilə bilər. Bu üsullar bakteriyaların dəqiq identifikasiyası üçün əvəzolunmaz olan peptidoqlikanın strukturunu və tərkibini təhlil etməyə imkan verir.
Peptidoqlikanın bakteriya identifikasiyasına verdiyi töhfə onun sabitliyi və təkamüllə qorunma qabiliyyətinə görə əhəmiyyətlidir. Bu komponent əksər bakteriyalarda mövcuddur və onu taksonomik və filogenetik tədqiqatlarda yüksək etibarlı və geniş istifadə olunan marker edir. Onun bakteriya növlərini, hətta yüksək genetik oxşarlıq hallarında fərqləndirmək qabiliyyəti onu bakteriyaların dəqiq təsnifatı üçün əsas vasitəyə çevirir.
Sual-cavab
S: Nə üçün bakteriya hüceyrə divarının sərt təbəqəsi peptidoqlikan adlanır?
A: Peptidoqlikan adı kimyəvi tərkibinə və spesifik xüsusiyyətlərinə görə bakteriya hüceyrə divarının strukturunda mövcud olan sərt təbəqəni təsvir etmək üçün istifadə olunur.
S: Peptidoqlikan necə ibarətdir?
A: Peptidoqlikan N-asetilqlükozamin (NAG) və N-asetilmuramik turşu (NAM) vahidlərinin uzun, bir-birinə qarışmış təkrarlanan zəncirlərindən ibarətdir. Bu bölmələr qlikozid bağları vasitəsilə bağlanır.
S: Bakterial hüceyrə divarında peptidoqlikanın funksiyası nədir?
A: Peptidoqlikan bakteriya hüceyrəsinə sərtlik və qorunma təmin etmək üçün vacibdir. Hüceyrə lizizinin qarşısını alan və bakteriyaların formasını saxlamağa kömək edən fiziki bir maneə rolunu oynayır.
S: Peptidoqlikan antibiotik müqavimətinə necə kömək edir?
Cavab: Peptidoqlikan bir çox antibiotiklərin əsas hədəfidir, çünki onun sintezi və quruluşu bakterial infeksiyaların müalicəsi üçün əsas hədəflərdir. Bu antibiotiklərə qarşı müqaviməti inkişaf etdirən bakteriyalar tez-tez peptidoqlikanın mutasiyalarını və ya modifikasiya mexanizmlərini təqdim edir ki, bu da onların fəaliyyətinə müqavimət göstərməyə imkan verir.
S: Peptidoqlikan olmayan bakteriyalar varmı? onun hüceyrə divarı?
Cavab: Bəli, mikoplazma kimi tanınan bəzi bakteriyalar var ki, onların hüceyrə divarında peptidoqlikan yoxdur. Bu bakteriyalar öz hüceyrə membranının struktur bütövlüyünü qorumaq üçün əlavə lipidlərin daxil olması kimi başqa mexanizmlər də inkişaf etdirmişlər.
S: Peptidoqlikanı öyrənmək niyə vacibdir?
Cavab: Peptidoqlikanın tədqiqi bakterial hüceyrə divarının strukturunu və funksiyasını anlamaq, həmçinin bakterial infeksiyalarla mübarizə üçün yeni terapevtik yanaşmaların inkişafı üçün çox vacibdir. Bundan əlavə, bakteriyaların Peptidoglikanın təsirini necə dəyişdirə və ya ondan yayına biləcəyini başa düşmək bizə artan antibiotik müqaviməti problemini həll etməyə kömək edir.
İrəli Yol
Xülasə, "peptidoqlikan" termini bakteriyalarda unikal və əsas tərkibinə görə bakteriya hüceyrə divarının sərt təbəqəsinə istinad etmək üçün istifadə olunur. Bu polimer quruluş əsasən N-asetilqlükozamin və N-asetilmuramik turşu birləşmələri ilə birləşən xətti şəkər zəncirlərindən ibarətdir. Bu zəncirlər bakteriya hüceyrə divarına sabitlik və müqaviməti təmin edən peptid körpüləri ilə bağlanır.
Peptidoqlikanın əsas funksiyası bakteriyalara mexaniki müqavimət göstərmək və onu osmotik lizizdən qorumaqdır. Bundan əlavə, bu sərt təbəqə bakteriya funksiyası və sağ qalmasında mühüm rol oynayan zülalların və fermentlərin bağlanması üçün platforma rolunu oynayır.
Peptidoqlikanın tədqiqi və anlaşılması bizə antibiotiklərə qarşı müqavimət mexanizmlərini, yeni antimikrobiyal müalicələrin işlənib hazırlanmasını və bakterial hüceyrə divarını zəiflətmək və infeksiyalarla mübarizə strategiyalarını araşdırmağa imkan verdi. Əlavə tədqiqatlar vasitəsilə biz bu mühüm təbəqə haqqında biliklərimizi genişləndirməyə və mikrobiologiya və tibbin inkişafına töhfə verməyə davam edəcəyimizə ümid edirik.
Yekun olaraq, “peptidoqlikan” termini unikal tərkibinə və bakteriyaların sağ qalmasında mühüm rola görə bakteriya hüceyrə divarının sərt təbəqəsinə aiddir. Onların tədqiqatı böyük əhəmiyyət kəsb etməkdə davam edir, çünki bu, antimikrob müqavimətini başa düşməyimizə kömək edir və bakterial infeksiyalarla mübarizə üçün yeni strategiyaları araşdırmağa imkan verir.
Mən Sebastián Vidal, texnologiya və DIY işlərinə həvəsli kompüter mühəndisiyəm. Bundan əlavə, yaradıcısı mənəm tecnobits.com, burada texnologiyanı hər kəs üçün daha əlçatan və başa düşülən etmək üçün dərslikləri paylaşıram.