Obecná mikrobiologie

vrstvy mimo buněčnou stěnu

co jsme se dosud naučili, pokud jde o buněčné vrstvy? Všechny buňky mají buněčnou membránu. Většina bakterií má buněčnou stěnu. Existuje však několik dalších vrstev, které mohou nebo nemusí mít bakterie. Ty by se našly mimo buněčnou membránu i buněčnou stěnu, pokud jsou přítomny.

tobolka

bakteriální tobolka je polysacharidová vrstva, která zcela obklopuje buňku., Je dobře organizovaný a pevně zabalený, což vysvětluje jeho odolnost vůči barvení pod mikroskopem. Kapsle nabízí ochranu před různými hrozbami pro buňku, jako je vysychání, hydrofobní toxické materiály (tj. detergenty) a bakteriální viry. Kapsle může zvýšit schopnost bakteriálních patogenů způsobovat onemocnění a může poskytnout ochranu před fagocytózou (pohlcování bílými krvinkami známými jako fagocyty). Konečně může pomoci při připevnění k povrchům.,

slizová vrstva

bakteriální slizová vrstva je podobná kapsli v tom, že se obvykle skládá z polysacharidů a zcela obklopuje buňku. Nabízí také ochranu před různými hrozbami, jako je vysychání a antibiotika. Může také umožnit přilnavost k povrchům. Jak se tedy liší od kapsle? Slizová vrstva je volná, neorganizovaná vrstva, která je snadno odstraněna z buňky, která ji vytvořila, na rozdíl od kapsle, která se pevně integruje kolem stěny bakteriálních buněk.,

S-Vrstvy

Některé bakterie mají vysoce organizované vrstvy vyrobené z vylučované proteiny nebo glykoproteiny, že self-sestavit do matice na vnější straně buněčné stěny. Tato pravidelně strukturovaná S-vrstva je ukotvena do buněčné stěny, i když není považována za oficiálně součást buněčné stěny v bakteriích. S-vrstvy mají velmi důležité role pro bakterie, které je mají, zejména v oblastech růstu a přežití a integrity buněk.,

s vrstvy pomáhají udržovat celkovou tuhost buněčné stěny a povrchových vrstev, stejně jako tvar buněk, které jsou důležité pro reprodukci. S vrstvy chrání buňku před změnami iontů/pH, osmotickým stresem, škodlivými enzymy, bakteriálními viry a bakteriemi predátorů. Mohou poskytnout buněčnou přilnavost k jiným buňkám nebo povrchům. Pro patogenní bakterie mohou poskytnout ochranu před fagocytózou.

struktury mimo buněčnou stěnu

bakterie mohou mít také struktury mimo buněčnou stěnu, často vázané na buněčnou stěnu a/nebo buněčnou membránu., Stavební bloky pro tyto struktury jsou obvykle vyrobeny v buňce a pak vylučován přes buněčné membrány a buněčné stěny, které mají být smontovány na vnější straně buňky.

Fimbriae (zpěv. fimbria)

fimbrie jsou tenké vláknité přídavky, které sahají od buňky, často v desítkách nebo stovkách. Jsou složeny z pilinových proteinů a buňky se používají k připojení k povrchům. Mohou být zvláště důležité pro patogenní bakterie, které je používají k připojení k hostitelským tkáním.

Pili (zpívat., pilin)

Pili jsou velmi podobné fimbriae (některé učebnice používají pojmy zaměnitelně) v tom, že se jedná o tenké vláknité přídavky, které sahají od buňky a jsou vyrobeny z pilinových proteinů. Pili lze použít také pro připojení k oběma povrchům a hostitelským buňkám, jako jsou buňky Neisseria gonorea, které používají své pili k uchopení spermií, pro průchod k dalšímu lidskému hostiteli. Tak, proč by někteří vědci obtěžovat rozlišovat mezi fimbriae a pili?,

Pili jsou obvykle delší než fimbrie, pouze s 1-2 přítomen v každé buňce, ale to není dost, aby nastavit dvě struktury od sebe. Je to opravdu scvrkává na skutečnost, že několik konkrétních pili podílet se na funkcích mimo přílohu. Konjugativní pili se účastní procesu známého jako konjugace, který umožňuje přenos malého kusu DNA z dárcovské buňky do přijímající buňky., Pili typu IV hraje roli v neobvyklém typu motility známém jako motilita záškuby, kde se pilus připevňuje k pevnému povrchu a pak se Stahuje a tahá bakterie vpřed trhavým pohybem.

Flagella (zpívat. flagellum)

bakteriální motilita je obvykle poskytována strukturami známými jako flagella. Bakteriální bičík se liší složením, strukturou a funkcí od eukaryotického bičíku, který funguje jako flexibilní bičovitý ocas využívající mikrotubuly. Bakteriální bičík má tuhý charakter a působí spíše jako vrtule na lodi.,

k bakteriálnímu bičíku jsou tři hlavní složky:

1. vlákno-dlouhá tenká příměs, která se rozprostírá od povrchu buňky. Vlákno se skládá z proteinu flagellin a je duté. Bičíkovité proteiny jsou transkribovány v buněčné cytoplazmě a poté transportovány přes buněčnou membránu a buněčnou stěnu. Bakteriální flagelární vlákno roste z jeho špičky (na rozdíl od vlasů na hlavě) a přidává stále více bičíkových jednotek, aby prodloužila délku, dokud nebude dosaženo správné velikosti. Jednotky flagellin jsou vedeny na místo proteinovým uzávěrem.,
2. háček-jedná se o zakřivenou spojku, která připevňuje vlákno k bičíkovému motoru.
3. motor-rotační motor, který pokrývá jak buněčnou membránu, tak buněčnou stěnu, s dalšími součástmi pro gramnegativní vnější membránu. Motor má dvě složky: bazální těleso, které zajišťuje rotaci,a stator, který poskytuje točivý moment nezbytný pro otáčení. Bazální tělo se skládá z centrální hřídele obklopené bílkovinnými kroužky, dvěma v grampozitivních bakteriích a čtyřmi v gramnegativních bakteriích., Stator se skládá z proteinů Mot, které obklopují prstenec(y) vložený do buněčné membrány.

bakteriální pohyb

bakteriální pohyb obvykle zahrnuje použití flagella, i když existuje několik dalších možností, jakož (jako je použití typu IV pili pro záškuby motility)., Ale určitě nejčastějším typem bakteriálního pohybu je plavání, které se provádí pomocí bičíku nebo bičíku.

Plavání

rotace flagelárního bazálního těla nastává v důsledku protonové hybné síly, kde protony, které se hromadí na vnější straně buněčné membrány, jsou vedeny póry v proteinech Mot a interagují s náboji v prstencových proteinech, když procházejí membránou. Interakce způsobuje, že se bazální tělo otáčí a otáčí vlákno vyčnívající z buňky., Rotace může nastat při 200-1000 ot / min a může mít za následek rychlosti 60 buněčných délek / s (pro srovnání se gepard pohybuje maximální rychlostí 25 délek těla / s).

rotace může nastat ve směru hodinových ručiček (CW) nebo proti směru hodinových ručiček (CCW), s různými výsledky k buňce. Bakterie se bude pohybovat vpřed, nazývaná „běh“, když dojde k rotaci CCW a náhodně se přeorientuje, nazývá se „pád“, když dochází k rotaci CW.,

motilita vývrtky

některé spirálové bakterie, známé jako spirochety, využívají motilitu vývrtky díky své neobvyklé morfologii a flagelární konformaci. Tyto gramnegativní bakterie mají specializované bičíky, které se připevňují k jednomu konci buňky, protáhnou se zpět přes periplazmu a poté se připojí k druhému konci buňky. Když se tyto endoflagely otáčejí, kladou torzi na celou buňku, což vede k ohybovému pohybu, který je zvláště účinný při hrabání viskózními kapalinami.,

pohyblivost klouzání

pohyblivost klouzání je stejně jako zvuky, pomalejší a ladnější pohyb než ostatní dosud zakryté formy. Pohyblivost klouzání je vystavena určitými vláknitými nebo bacilovými bakteriemi a nevyžaduje použití bičíků. Vyžaduje, aby buňky byly v kontaktu s pevným povrchem, i když bylo identifikováno více než jeden mechanismus. Některé buňky se spoléhají na slizový pohon, kde vylučovaný sliz pohání buňku dopředu, kde jiné buňky spoléhají na proteiny povrchové vrstvy, aby vytáhly buňku dopředu.,

Chemotaxe

Teď, když jsme se zabývali základy bakteriální bičíkový motor a mechaniky bakteriální plavání, dovolte nám spojit dvě témata mluvit o chemotaxe, nebo jakýkoli jiný typ daně (jen ne z mých daní). Chemotaxe se týká pohybu organismu směrem nebo od chemické látky. Můžete také mít fototaxi, kde organismus reaguje na světlo. V chemotaxi je příznivá látka (jako je živina) označována jako atraktant, zatímco látka s nepříznivým účinkem na buňku (jako je toxin) je označována jako repelent., V nepřítomnosti buď atraktant nebo repelent buňka se zapojily do „náhodné procházky“, kde se střídá mezi zřítí a běží, na konci, stále nikde. V přítomnosti gradientu nějaký typ, pohyby buněk se stane zkreslené, což vede v průběhu času v pohybu bakterií směrem k atraktant a od nějaké repelenty. Jak se to stane?

nejprve se podívejme, jak bakterie ví, kterým směrem jít. Bakterie se spoléhají na proteinové receptory vložené do jejich membrány, nazývané chemoreceptory, které vážou specifické molekuly., Závazné obvykle výsledky v methylace nebo fosforylace na chemoreceptor, který spouští propracovaný protein cestu, která nakonec ovlivňuje rotace bičíkový motor. Bakterie se zapojily do časové snímání, kde se porovnat koncentrace látky s koncentrací získané jen pár sekund (nebo mikrosekund) dříve. Tímto způsobem shromažďují informace o orientaci koncentračního gradientu látky., Jako bakterie se pohybuje blíže k vyšší koncentrace nějaký atraktant, běží (dána CCW bičíkový rotace) stát déle, zatímco omílání (dána CW bičíkový rotace) se snižuje. Pořád tam bude chvíle, že bakterie hlavu ve špatném směru od atraktant od omílání výsledky v náhodném přeorientování z buňky, ale to nebude hlavy, špatným směrem pro velmi dlouho. Výsledná „zkreslená náhodná procházka“ umožňuje buňce rychle posunout gradient atraktantu (nebo posunout gradient repelentu dolů).,