Wat is een Peptidoglycan?

Peptidoglycan is een type polymeer dat voorkomt in de celwanden van bacteriën. Dit polymeer is verantwoordelijk voor het fenomeen dat bekend staat als gramkleuring, waarbij bepaalde soorten bacteriën een rijke paarse kleur krijgen wanneer ze worden blootgesteld aan kristalviolet kleurstof, en het dient een aantal belangrijke biologische functies voor de organismen die het omhult. Naast het feit dat het visueel erg interessant is, kan het gramkleuringproces belangrijke informatie bieden over de structuur van de bacteriën die worden onderzocht, en het kan worden gebruikt als een belangrijk identificatiemiddel.

Dit polymeer, ook bekend als mureïne, is gemaakt van verknoopte ketens van suikers en aminozuren. Het vormt een stijve matrix die bijdraagt ​​aan de integriteit van de bacterie. Hoewel peptidoglycan-celwanden de vorm van een organisme niet zullen bepalen, zullen ze het helpen zijn vorm te behouden en ervoor te zorgen dat het niet wordt aangetast. Bovendien bieden ze bescherming tegen externe krachten die de bacteriën, zoals antibiotica, kunnen bedreigen.

In gram-positieve bacteriën is de celwand gemaakt van een zeer dikke laag peptidoglycan die de kleur van een gramvlek duidelijk zal behouden. Gramnegatieve bacteriën hebben een dunnere laag peptidoglycan, ingekapseld in een laag lipiden, en ze zullen roze worden bij blootstelling aan kristalviolet. Door naar de kleur van een bacterie te kijken, kan een wetenschapper leren over de structuur van zijn celwand, die een aanwijzing kan zijn voor identiteit of verbindingen die kunnen worden gebruikt om de bacterie te elimineren.

Naast basisinformatie over de celwandstructuur kan een gramkleuring ook worden gebruikt om de structuur van een bacterie onder een microscoop zichtbaar te maken. Een peptidoglycan-rijk organisme wordt gemarkeerd met de kleurstof, waardoor een zeer gedetailleerd, helder, contrastrijk beeld ontstaat dat kan worden gebruikt om informatie te verzamelen over hoe het organisme er van binnen uitziet. Deze informatie kan worden gebruikt om meer te weten te komen over hoe bacteriën werken en om aanvullende aanwijzingen te verzamelen voor de identiteit van een onderzocht organisme.

Een vergelijkbare verbinding genaamd pseudopeptidoglycan of pseudomurein is qua chemische structuur vergelijkbaar met peptidoglycan, maar niet identiek. Pseudopeptidoglycan kan naast peptidoglycan worden gevonden in de celwanden van sommige bacteriën. Dit polymeer is bestand tegen gespecialiseerde enzymen die bekend staan ​​als lysozymen, die zijn ontworpen om de celwand af te breken zodat een bacterie sterft. Bacteriën die bestand zijn tegen lysozymen hebben een betere kans om de aanval van een actief immuunsysteem te weerstaan, waardoor de organismen zich kunnen verspreiden.