Vad är en Peptidoglycan?

Peptidoglycan är en typ av polymer som finns i cellväggarna hos bakterier. Denna polymer är ansvarig för fenomenet som kallas gramfärgning, där vissa typer av bakterier får en rik lila färg när de utsätts för kristallfiolett färgämne, och den tjänar ett antal viktiga biologiska funktioner för de organismer som den innesluter. Utöver att vara visuellt mycket intressant kan gramfärgningsprocessen ge viktig information om strukturen hos bakterierna som undersöks, och den kan användas som ett nyckelidentifieringsverktyg.

Denna polymer, även känd som murein, är tillverkad av tvärbundna kedjor av socker och aminosyror. Den bildar en styv matris som bidrar till bakteriens integritet. Medan peptidoglykans cellväggar inte kommer att bestämma formen på en organisme, kommer de att hjälpa den att hålla sin form och se till att den inte äventyras. Dessutom ger de skydd mot yttre krafter som kan hota bakterierna, t.ex. antibiotika.

I grampositiva bakterier är cellväggen tillverkad av ett mycket tjockt lager peptidoglykan som håller färgen på en gramfärg tydligt. Gramnegativa bakterier har ett tunnare lager peptidoglykan, inneslutet i ett lager av lipider, och de kommer att spola rosa när de utsätts för kristallviolett. Genom att titta på en bakteries färg kan en forskare lära sig strukturen på dess cellvägg, som kan ge en ledtråd i identitet eller i föreningar som kan användas för att eliminera bakterien.

Förutom att tillhandahålla grundläggande information om cellväggstruktur, kan en gramfärg också användas för att visualisera strukturen hos en bakterie under ett mikroskop. En peptidoglycan-rik organism kommer att markeras med färgämnet, vilket skapar en mycket detaljerad, skarp bild med hög kontrast som kan användas för att samla information om hur organismen ser ut inuti. Denna information kan användas för att lära sig mer om hur bakterier fungerar och för att samla in ytterligare ledtrådar om en organism som undersöks.

En liknande förening som kallas pseudopeptidoglycan eller pseudomurein liknar i kemisk struktur som peptidoglycan, men inte identisk. Pseudopeptidoglycan finns förutom peptidoglycan i cellväggarna hos vissa bakterier. Denna polymer motstår specialiserade enzymer kända som lysozymer, som är utformade för att bryta ner cellväggen så att en bakterie dör. Bakterier som kan motstå lysozym har bättre chans att motstå angreppet av ett aktivt immunsystem, vilket gör att organismerna kan sprida sig.