Микробиологиянын кызыктуу дүйнөсүндө муреин деп да белгилүү болгон пептидогликан архитектуранын маанилүү структурасы катары пайда болот. дубалдын бактериялык клетка. Плазма мембранасынын астына жайгашкан бул катуу катмар бактерияларга мүнөздүү формасын берет жана ар кандай экологиялык шарттарга жана козгогучтарга каршы коргоо жана туруктуулукта чечүүчү ролду ойнойт. Бирок эмне үчүн бул түзүлүш пептидогликан деп аталды? Бул макалада биз бул ысымдын негиздерин изилдеп, мүнөздөмөлөрүн карап чыгабыз жана негизги функциялары бактериялардагы пептидогликан.
I. Пептидогликан бактерия клеткасынын капталынын катуу катмары катары тааныштыруу
Пептидогликан - бул абдан маанилүү молекула клетка дубалы бактериялардын. Бул бактериялык клеткаларга колдоо жана коргоону камсыз кылган, алардын структуралык бүтүндүгүн кепилдеген катуу катмар. Бул молекула пептиддик байланыштар менен байланышкан N-acetylglucosamine жана N-acetylmuramic кислотасынын кезектешкен чынжырларынан түзүлгөн үч өлчөмдүү тармактан турат.
Катуулукту камсыз кылуудан тышкары клетка дубалы бактериялар, пептидогликан да сактоодо чечүүчү ролду ойнойт клетка формасы жана осмостук басымга туруштук берет. Катуу жана өтө туруктуу табиятынан улам пептидогликан бактерияларга мүнөздүү формасын сактап калууга мүмкүндүк берет жана осмостук басымдын өзгөрүшүнө туруштук бере алат. Бул катуу катмар болбосо, бактериялар зыянга жана клетка лизисине көбүрөөк дуушар болмок.
Пептидогликан түзүлүшү бир нече маанилүү өзгөчөлүктөргө ээ. Бир жагынан алганда, анын үч өлчөмдүү негизи, негизинен, N-acetylmuramic кислотасы жана N-acetylglucosamine бирдиктердин сызыктуу чынжырчаларынан турат. Бул чынжырлар бири-бири менен пептиддик көпүрөлөр аркылуу кесилишет, алар пептидогликандын жалпы структурасына көбүрөөк туруктуулукту камсыз кылат. Андан тышкары, кээ бир бактерияларда пептидогликан менен байланышып, анын иштешине салым кошкон тейхой кислоталары жана липотеихой кислоталары сыяктуу кошумча молекулаларды табууга болот.
II. Пептидогликандын химиялык составы жана анын структуралык кызматы
Пептидогликан маанилүү компоненти болуп саналат клетка дубалынын бактериялардын жана археялардын, бул клеткаларга катуу жана коргоону камсыз кылат. Анын химиялык түзүлүшү, негизинен, кант бирдиктеринин эки түрү, N-acetylglucosamine (NAG) жана N-acetylmuramic кислотасы (NAM) кайталанышы менен түзүлгөн сызыктуу полисахарид чынжырчаларынан турат. Бул чынжырлар бири-бирине чырмалышып, клетканы курчап турган жана анын мүнөздүү формасын камсыз кылган үч өлчөмдүү торду түзөт.
Пептидогликан структурасы ошондой эле N-acetylmuramic кислотасы менен байланышкан пептиддердин кыска чынжырларын камтыйт. Бул пептиддердин курамы ар кандай бактериялык жана археалдык түрлөрдүн ортосунда ар кандай болушу мүмкүн, бул клетка дубалынын физикалык касиеттерине ар тараптуулукту камсыз кылат. Пептиддер менен канттын ортосундагы байланыштар клетканын структуралык бүтүндүгүн камсыз кылуу менен чыңалууга көбүрөөк туруштук берет.
Пептидогликандын негизги милдети осмостук басымга колдоо жана каршылык көрсөтүү болуп саналат. Пептидогликандын түзүлүшү клетканын формасын сактоо менен бирге басымдын кескин өзгөрүшүнө туруштук берүүгө мүмкүндүк берет. Бул өзгөчөлүк физикалык шарттар өтө өзгөрүлмө болушу мүмкүн болгон экстремалдык чөйрөдө жашаган бактериялар жана археялар үчүн өзгөчө маанилүү. Пептидогликандын катуулугу ошондой эле молекулалардын жана патогендердин киришине каршы эффективдүү тосмо болуп, бактериялык же археалдык клетканы мүмкүн болгон зыяндан коргойт.
III. Пептидогликан бактерияларды коргоо жана туруктуулуктун маанилүү компоненти катары
Пептидогликан бактерияларды коргоо жана туруктуулук үчүн маанилүү компоненти болуп саналат. Бул бактериялардын клетка дубалында болгон катуу түзүлүш, аларды механикалык каршылык жана осмостук лизистен коргоону камсыз кылат. Төмөндө бактериялардын жашоосунда пептидогликандын маанилүүлүгү жөнүндө үч негизги пункт бар:
1. Тышкы чабуулдардан коргоо: Пептидогликан бактерияларды ар кандай тышкы кол салуулардан, мисалы, литикалык ферменттердин аракетинен жана микробго каршы химиялык заттардын таасиринен коргогон күчтүү физикалык тоскоолдукту түзөт. Бул түзүлүш бактериялар үчүн калкан болуп, алардын ыдырашына жол бербейт жана экологиялык стресстин шарттарында аларды бүтүн бойдон сактайт.
2. Клетканын формасын сактоо: Пептидогликан бактериялардын формасына жана катуулугуна салым кошот, анткени ал клетканы колдогон структуралык тепкич катары иштейт. Бул касиетинин аркасында бактериялар өздөрүнүн мүнөздүү формасын сактап, иштешине кепилдик бере алышат жана метаболизм процесстерине жана көбөйүү жөндөмүнө таасир эте турган деформациялардан сактанышат.
3. Осмос басымына каршылык: Пептидогликан экологиялык осмотикалык басымдын өзгөрүшүнө каршы бактериялык клетка дубалынын бүтүндүгүн сактоо үчүн өзгөчө маанилүү болуп саналат. Бул түзүлүш бактерияларга суунун ашыкча киришин алдын алуу жана анын жашоосу үчүн зарыл болгон клетка тургорун сактап, клетканын сырты менен ичиндеги эритүүчү заттын концентрациясындагы айырмачылыктарга туруштук берүү жөндөмүн берет.
IV. Пептидогликандагы пептиддик жана гликозиддик байланыштар жана алардын мааниси
Пептидогликан катуулукту жана коргоону камсыз кылган бактериянын клетка дубалынын маанилүү компоненти болуп саналат. Бул полимер эки типтеги байланыштардын: пептиддик байланыштардын жана гликозиддик байланыштардын биригүүсүнөн түзүлөт.
Пептиддик байланыштар пептидогликанды түзгөн аминокислоталардын ортосунда түзүлүп, үч өлчөмдүү түзүлүштүн пайда болушуна шарт түзөт. Бул байланыштар абдан туруктуу болуп саналат жана осмотикалык басым астында жарылуу алдын алуу, бактерия клетка дубалынын механикалык каршылык салым кошот.
Башка жагынан алганда, гликозиддик байланыштар пептидогликанды түзгөн канттардын N-acetylglucosamine (NAG) жана N-acetylmuramic acid (NAM) ортосунда түзүлөт. Бул байланыштар клетка дубалынын структуралык бүтүндүгүн сактоо жана анын коргоо милдетин камсыз кылуу үчүн абдан маанилүү болуп саналат. Мындан тышкары, гликозиддик байланыштар клетканын өсүшүнө жана бөлүнүшүнө жол берип, пептидогликандын узартылышына мүмкүндүк берет.
V. Пептидогликан жаңы антибиотиктерди иштеп чыгууда терапиялык максат катары
Пептидогликан бактериялардын клетка дубалында жайгашкан катуу катмар болуп саналат жана алардын жашоосунда чечүүчү ролду ойнойт. Бул пенициллин жана амоксициллин сыяктуу бета-лактамдык антибиотиктердин негизги максаты болуп саналат. Бирок, акыркы он жылдыктарда бул антибиотиктерге туруктуулуктун коркунучтуу өсүшү байкалды, бул пептидогликанга багытталган жаңы дарыларды иштеп чыгуу зарылдыгына алып келди.
Окумуштуулар туруктуу бактериялар менен күрөшүүнүн бир жолу катары пептидогликан синтезин же деградациясын токтотуу үчүн ар кандай стратегияларды изилдеп жатышат. Перспективдүү жолдордун бири пептидогликан структурасында маанилүү кайчылаш байланыштарды түзүүгө катышкан транспептидаза ферментинин ингибиторлорун иштеп чыгуу болуп саналат. Бул ингибиторлор бактериянын клетка дубалын алсыратууга жардам берет жана бактерияларды башка антибиотиктерге сезгич кылып коюшу мүмкүн.
Транспептидаза ферментинин ингибиторлорунан тышкары, пептидогликанды максаттуу башка стратегиялар изилденип жатат. Бул пептидогликан прекурсорлорунун синтезине тоскоол болгон кошулмаларды издөөнү, ошондой эле бул түзүлүштү бузуучу ферменттерге таасир этүүчү агенттерди издөөнү камтыйт. Бул ар кандай ыкмалар бактериялык клетка дубалын алсыратууга жана учурдагы антибиотиктердин эффективдүүлүгүн жогорулатууга же ал тургай пептидогликан үчүн өзгөчө жаңы антибиотиктерди иштеп чыгууга багытталган.
SAW. Пептидогликан синтезине жана анын бактериялык туруктуулук менен байланышына таасир этүүчү факторлор
Пептидогликан бактериялардын клетка дубалынын маанилүү компоненти болуп саналат жана алардын каршылык көрсөтүүдө негизги ролду ойнойт. Пептидогликан синтези бактериялык каршылыкка таасир эте турган бир катар факторлор менен жөнгө салынат. Бул жерде биз бул факторлордун айрымдарын жана алардын пептидогликан синтези жана бактериялык каршылык менен байланышын талкуулайбыз.
1. Пептидогликан синтезине катышкан ферменттер: Пептидогликан синтези процесстин ар кандай этаптарын катализдөөчү бир катар ферменттерди камтыйт. Бул ферменттерге пептидогликандагы пептиддик жана гликозиддик байланыштарды түзүү жана өзгөртүү үчүн жооптуу болгон лигазалар, синтетазалар жана гидролазалар кирет. Бул ферменттердин активдүүлүгүндөгү ар кандай өзгөрүү пептидогликан синтезине жана демек, бактериянын туруктуулугуна таасир этиши мүмкүн.
2. Антибиотиктердин болушу: Кээ бир антибиотиктер пептидогликан синтезин бөгөт коюу менен өз аракетин көрүшөт. Мисалы, пенициллин жана ванкомицин пептидогликандагы пептиддик байланыштарды түзүүгө жооптуу ферменттердин активдүүлүгүн токтотуу аркылуу аракеттенет. Бул антибиотиктердин болушу пептидогликан синтезин жайлатып же токтотуп, бактериялык каршылыктын төмөндөшүнө алып келиши мүмкүн.
3. Генетикалык факторлор: Пептидогликан синтези жарым-жартылай бактериялардын генетикалык маалыматы менен аныкталат. Пептидогликан синтезине катышкан ферменттерди коддоочу гендердеги мутациялар алардын активдүүлүгүнө, демек, бактериялардын туруктуулугуна таасир этиши мүмкүн. Мындан тышкары, агып чыгуу насосторун коддоочу жана өзгөртүүчү ферменттер сыяктуу бактериялык резистенттик гендердин болушу пептидогликан синтезине жана бактериялык каршылыкка таасир этиши мүмкүн.
VII. Пептидогликан таксономиялык маркер катары жана анын бактерияларды аныктоого кошкон салымы
Пептидогликан бактериялардын клетка дубалынын маанилүү компоненти болуп саналат жана анын уникалдуу түзүлүшү аны бактерияларды аныктоо үчүн маанилүү таксономикалык маркер кылат. Пептидогликандагы пептиддик байланыштардын жана глюкоза молекулаларынын курамы жана бөлүштүрүлүшү ар кандай бактериялардын түрлөрүнүн ортосунда өзгөрүп турат, бул аларды ар кандай таксондорго дифференциялоого жана классификациялоого мүмкүндүк берет.
Бактериялык үлгүдөгү пептидогликан мазмунун аныктоо инфракызыл спектроскопия, хроматография жана электрондук микроскопия сыяктуу ар кандай ыкмаларды колдонуу менен жүргүзүлүшү мүмкүн. Бул ыкмалар пептидогликандын түзүмүн жана курамын анализдөөгө мүмкүндүк берет, бул бактерияларды так аныктоо үчүн баа жеткис.
Пептидогликандын бактерияларды аныктоого кошкон салымы анын туруктуулугуна жана эволюциялык сакталышына байланыштуу. Бул компонент көпчүлүк бактерияларда бар, бул таксономиялык жана филогенетикалык изилдөөлөрдө өтө ишенимдүү жана кеңири колдонулган маркер болуп саналат. Анын бактериялардын түрлөрүн айырмалоо жөндөмдүүлүгү, ал тургай, жогорку генетикалык окшоштук учурларда, аны бактерияларды так классификациялоонун негизги куралы кылат.
Суроо-жооп
С: Эмне үчүн бактериянын клетка дубалынын катуу катмары Пептидогликан деп аталат?
A: Пептидогликан аты химиялык курамына жана өзгөчө мүнөздөмөлөрүнөн улам бактериялык клетка дубалынын түзүлүшүндөгү катуу катмарды сүрөттөө үчүн колдонулат.
С: Пептидогликан кандайча түзүлөт?
A: Пептидогликан N-acetylglucosamine (NAG) жана N-acetylmuramic кислотасы (NAM) бирдиктеринин узун, чырмалышкан кайталануучу чынжырлардан турат. Бул бирдиктер гликозиддик байланыштар аркылуу байланышкан.
С: Пептидогликан бактериянын клетка дубалында кандай милдетти аткарат?
A: Пептидогликан бактериялык клетканын катуулугун жана коргоону камсыз кылуу үчүн абдан маанилүү болуп саналат. Ал клетка лизисин алдын алуу жана бактериялардын формасын сактоого жардам берген физикалык тоскоолдук катары иштейт.
С: Пептидогликан антибиотиктерге туруштук берүүгө кантип салым кошот?
A: Пептидогликан көптөгөн антибиотиктердин негизги максаты болуп саналат, анткени анын синтези жана түзүлүшү бактериялык инфекцияларды дарылоо үчүн негизги максат болуп саналат. Бул антибиотиктерге туруштук берген бактериялар көбүнчө мутацияларды же пептидогликандарды өзгөртүү механизмдерин көрсөтөт, бул алардын аракетине каршы турууга мүмкүндүк берет.
С: Пептидогликан жок бактериялар барбы? анын клетка дубалы?
Ж: Ооба, микоплазмалар деп аталган кээ бир бактериялар бар, алардын клетка дубалында пептидогликан жок. Бул бактериялар клетка мембранасынын структуралык бүтүндүгүн сактоо үчүн кошумча липиддердин кошулуусу сыяктуу башка механизмдерди иштеп чыгышкан.
С: Пептидогликанды изилдөө эмне үчүн маанилүү?
A: Пептидогликанды изилдөө бактериялык клетка дубалынын түзүлүшүн жана функциясын түшүнүү үчүн, ошондой эле бактериялык инфекциялар менен күрөшүү үчүн жаңы терапиялык ыкмаларды иштеп чыгуу үчүн абдан маанилүү. Андан тышкары, бактериялар Пептидогликандын аракетин кантип өзгөртүшү же качышы мүмкүн экенин түшүнүү бизге антибиотиктерге туруктуулуктун өсүп келе жаткан көйгөйүн чечүүгө жардам берет.
Алдыга карай жол
Жыйынтыктап айтканда, "пептидогликан" термини бактериялардагы уникалдуу жана маанилүү курамына байланыштуу бактериянын клетка дубалынын катуу катмарына карата колдонулат. Бул полимердик структура, негизинен, бири-бирине байланышкан N-acetylglucosamine жана N-acetylmuramic кислотасы бирдиктери тарабынан түзүлгөн сызыктуу кант чынжырчаларынан турат. Бул чынжырлар бактериялык клетканын дубалына туруктуулукту жана туруктуулукту камсыз кылган пептиддик көпүрөлөр менен байланышкан.
Пептидогликандын негизги милдети – бактерияларга механикалык каршылык көрсөтүү жана аны осмостук лизистен коргоо. Мындан тышкары, бул катуу катмар бактериялардын иштешинде жана жашоосунда маанилүү ролду ойногон протеиндердин жана ферменттердин байланышы үчүн платформа катары кызмат кылат.
Пептидогликанды изилдөө жана түшүнүү бизге антибиотиктерге туруктуулуктун механизмдерин изилдөөгө, микробго каршы жаңы терапияларды иштеп чыгууга жана бактериялык клетканын дубалын алсыратуу жана инфекциялар менен күрөшүү стратегиясын издөөгө мүмкүндүк берди. Кошумча изилдөөлөр аркылуу биз бул маанилүү катмар боюнча билимибизди кеңейтүүнү улантабыз жана микробиология менен медицинанын өнүгүшүнө салым кошууну улантабыз деп үмүттөнөбүз.
Жыйынтыктап айтканда, "пептидогликан" термини бактериялардын уникалдуу курамына жана бактериялардын жашоосундагы маанилүү ролуна байланыштуу бактериянын клетка дубалынын катуу катмарын билдирет. Алардын изилдөөсү чоң актуалдуу бойдон калууда, анткени ал микробго каршы туруктуулукту түшүнүүгө салым кошот жана бактериялык инфекциялар менен күрөшүүнүн жаңы стратегияларын изилдөөгө мүмкүндүк берет.
Мен Себастьян Видал, технологияга жана өз алдынча жасоого кызыккан компьютер инженеримин. Андан тышкары, мен жаратуучумун tecnobits.com, мен технологияны баарына жеткиликтүү жана түшүнүктүү кылуу үчүн окуу куралдарын бөлүшөм.