Co to jest peptydoglikan?
Peptydoglikan jest rodzajem polimeru znajdującym się w ścianach komórkowych bakterii. Polimer ten jest odpowiedzialny za zjawisko zwane barwieniem w gramach, w którym niektóre rodzaje bakterii zyskują bogaty purpurowy kolor po wystawieniu na działanie barwnika fioletowo-krystalicznego i pełni szereg ważnych funkcji biologicznych dla otaczanych przez niego organizmów. Oprócz tego, że jest bardzo interesujący wizualnie, proces barwienia w gramach może dostarczyć ważnych informacji o strukturze badanych bakterii i może być użyty jako kluczowe narzędzie identyfikujące.
Ten polimer, znany również jako mureina, jest wytwarzany z usieciowanych łańcuchów cukrów i aminokwasów. Tworzy sztywną matrycę, która przyczynia się do integralności bakterii. Podczas gdy ściany komórkowe peptydoglikanu nie określą kształtu organizmu, pomogą utrzymać jego kształt, zapewniając, że nie zostanie naruszony. Ponadto zapewniają ochronę przed siłami zewnętrznymi, które mogłyby zagrozić bakteriom, takim jak antybiotyki.
W bakteriach Gram-dodatnich ściana komórkowa jest wykonana z bardzo grubej warstwy peptydoglikanu, która wyraźnie utrzyma kolor plamy gramowej. Bakterie Gram-ujemne mają cieńszą warstwę peptydoglikanu, otoczoną warstwą lipidów, i zaczną rumienić się pod wpływem fioletu krystalicznego. Patrząc na kolor bakterii, naukowiec może dowiedzieć się o strukturze ściany komórkowej, co może dostarczyć wskazówek co do tożsamości lub związków, które można by wykorzystać do wyeliminowania bakterii.
Oprócz dostarczenia podstawowych informacji o strukturze ściany komórkowej, można również zastosować barwienie gramowe do wizualizacji struktury bakterii pod mikroskopem. Organizm bogaty w peptydoglikany zostanie wyróżniony barwnikiem, tworząc bardzo szczegółowy, wyraźny obraz o wysokim kontraście, którego można użyć do zebrania informacji o tym, jak wygląda ten organizm w środku. Informacje te można wykorzystać, aby dowiedzieć się więcej o działaniu bakterii i zebrać dodatkowe wskazówki na temat tożsamości badanego organizmu.
Podobny związek zwany pseudopeptidoglikanem lub pseudomureiną ma budowę chemiczną podobną do peptydoglikanu, ale nie jest identyczny. Pseudopeptidoglikan można znaleźć oprócz peptydoglikanu w ścianach komórkowych niektórych bakterii. Polimer ten jest odporny na wyspecjalizowane enzymy zwane lizozymami, które mają na celu rozbicie ściany komórkowej i śmierć bakterii. Bakterie odporne na lizozymy mają większą szansę na wytrzymanie ataku aktywnego układu odpornościowego, który umożliwi rozprzestrzenienie się organizmów.