Jdi na obsah Jdi na menu
 


Buněčná stěna bakterií

24. 6. 2019

Bakterie jsou prokaryotické buňky, jež většinou disponují buněčnou stěnou (Mycoplasmata ne). Buněčná stěna obklopuje cytoplasmatickou membránu a udržuje tvar buňky, zajišťuje její rigiditu a odolnost proti vnějším vlivům (vysychání, teplo, hyper- nebo hypotonické prostředí...).

Buněčnná stěna je tvořena peptidoglykanem (mureinem). Murein se sestává ze dvou aminocukrů, N-acetylglukosaminu a N-acetylmuramové kyseliny, které se vzájemně ve struktuře střídají. Polysacharidové řetězce se vzájemně propojují pomocí tetrapeptidů (peptid o 4 aminokyselinách), které se vážou na -COOH konce N-acetylmuramové kyseliny. Propojování polysacharidových řetězců pomocí peptidů se nazývá transpeptidace. Díky transpeptidaci vzniká rozsáhlá síť, která je ve finále součástí buněčné stěny. Beta-laktamová antibiotika použitá v terapii narušují právě proces transpeptidace, čímž zabraňují tvorbě buněčné stěny a bakterie tak hyne.

Existují v zásadě dva typy stavby buněčné stěny. Typ uspořádání stěny rozděluje bakterie na dvě velké skupiny - grampozitivní a gramnegativní (barvení podle Grama).

Grampozitvní bakterie

Buněčná stěna G+ bakterií je silnější (cca 20 nm) a jednodušší konstrukce. V podstatě se jedná jen o vrstvu peptidoglykanu. Pro udržení integrity je buněčna stěna prostupována řetězci kyseliny teichoové, která váže ionty (Ca2+, Mg2+).

Pozitivní výsledek při Gramově barvení je zajištěn hustou síťovinou peptidoglykanu, která vykazuje silnou afinitu ke komplexu tvořeném krystalovou violeťí a Lugolovým roztokem. Vzniklý barevný komplex se zachytí v peptidoglykanu a obtížně se v dalším kroku procesu vymývá, bakterie tedy po barvení bude grampozitivní (fialová).

Gramnegativní bakterie

Buněčná stěna G- bakterií má komplikovanější konstrukci, je však tenčí (cca 15 nm). G- bakterie disponují mimo cytoplasmatické membrány i další - vnější membránou (dvojvrstva fosfolipidů s integrovanými proteiny). Mezi oběma membránami vzniká úzký periplazmatický prostor, ve kterém se nachází tenká vrstva peptidoglykanu. Aby byla zachována integrita celé buněčné stěny, je vnější membrána kotvena k peptidoglykanu lipoproteiny. Transport živin přes vnější membránu by byl sám o sobě komplikovaný, proto ji přemosťují transportní kanály (poriny), které umožňují prostup živin do periplazmatického prostoru, odkud mohou být dále transportovány dále do buňky. Na povrchu vnější membrány se nachází lipopolysacharid (LPS), který se sestává ze tří částí:

A. základní polysacharid: polysacharidový řetězec propojující O-antigen a lipid A
B. lipid A (endotoxin): významný faktor virulence. Je uvolněn při rospadu buněk a vyvolává silnou imunitní odezvu.
C. O-antigen: charakterizuje antigenní vlastnosti bakterie.

Vlastní gramnegativita je dána slabou vrstvou peptidoglykanu a obtížnější difuzí barviva přes vnější membránu. Barvivo se sice v prvním kroku barvení zachytí v peptidoglykanu, ale vzhledem k jeho malému množství se snadno v dalším kroku vyplaví a bakterie tak ponese zbarvení kontrastně použitého barviva (červené - barvivo karbolfuchsin nebo safranin).

Biosyntéza peptidoglykanu

Biosyntéza peptidoglykanu se rozděluje do tří fází:

1. buněčná: buňka syntetizuje prekurzory N-acetylmuramové kyseliny a N-acetylglukosaminu
2. membránová: prekurzory NAM a NAG je nutné transportovat ven z buňky. Cytoplasmatická membrána je však hydrofóbní a transport by nebyl sám o sobě možný. Z toho důvodu jsou prekurzory navázany na malé lipofilní sloučeniny, které usnadní transport.
3. extracelulární: prekurzory NAM a NAG jsou upraveny a začleněny do již existujících polysacharidových řetěců. Zároveň probíhá proces transpeptidace.