Co je to Peptidoglykan?

Peptidoglykan je typ polymeru, který se nachází v buněčných stěnách bakterií. Tento polymer je zodpovědný za fenomén známý jako gramové barvení, při kterém určité typy bakterií získávají bohatou fialovou barvu, když jsou vystaveny krystalově fialovému barvivu, a slouží organismům, které uzavírá, řadu důležitých biologických funkcí. Kromě toho, že je proces barvení gramem vizuálně velmi zajímavý, může poskytnout důležité informace o struktuře zkoumaných bakterií a může být použit jako klíčový identifikační nástroj.

Tento polymer, také známý jako murein, je vyroben ze zesítěných řetězců cukrů a aminokyselin. Tvoří tuhou matrici, která přispívá k integritě bakterie. Zatímco buněčné stěny peptidoglykanů nebudou určovat tvar organismu, pomohou mu udržet jeho tvar a zajistí, aby nebyl narušen. Kromě toho poskytují ochranu před vnějšími silami, které by mohly ohrozit bakterie, například antibiotika.

U grampozitivních bakterií je buněčná stěna vyrobena z velmi silné vrstvy peptidoglykanu, která jasně drží barvu skvrny gramu. Gram negativní bakterie mají tenčí vrstvu peptidoglykanu obalenou ve vrstvě lipidů a při expozici křišťálově fialové budou červenat. Při pohledu na barvu bakterie se vědec může dozvědět o struktuře své buněčné stěny, která může poskytnout vodítko k identitě nebo ke sloučeninám, které by mohly být použity k odstranění bakterie.

Kromě poskytnutí základních informací o struktuře buněčných stěn může být gramové barvení také použito k vizualizaci struktury bakterie pod mikroskopem. Organismus bohatý na peptidoglykany bude zvýrazněn barvivem a vytvoří velmi detailní, svěží a kontrastní obraz, který lze použít ke shromažďování informací o tom, jak organismus vypadá uvnitř. Tyto informace lze použít k získání více informací o tom, jak bakterie fungují, a ke shromáždění dalších vodítek k identitě vyšetřovaného organismu.

Podobná sloučenina zvaná pseudopeptidoglykan nebo pseudomurein je v chemické struktuře podobná peptidoglykanu, ale není identická. Pseudopeptidoglykan se nachází vedle peptidoglykanu v buněčných stěnách některých bakterií. Tento polymer odolává specializovaným enzymům známým jako lysozymes, které jsou navrženy tak, aby rozkládaly buněčnou stěnu, takže bakterie zemře. Bakterie, které mohou odolávat lysozymům, mají větší šanci odolat napadení aktivního imunitního systému, který umožní organismům rozšířit se.