Prokaryoter och representerar en av de två stora klassificeringarna i livet. De andra är eukaryoterna.

Prokaryoter är separerade av deras lägre komplexitet. De är alla mikroskopiska, men inte nödvändigtvis enhälliga. De är indelade i domänerna archaea
och bakterier, men de allra flesta kända prokaryotarter är bakterier som har funnits på jorden i cirka 3,5 miljarder år.

Prokaryotiska celler har inte kärnor eller membranbundna organeller. 90 procent av bakterierna har emellertid cellväggar, som med undantag av växtceller och vissa svampceller saknar eukaryota celler. Dessa cellväggar utgör det yttersta lagret av bakterier och utgör en del av bakteriekapseln.

De stabiliserar och skyddar cellen och är viktiga för att bakterier kan infektera värdceller såväl som bakteriens svar på antibiotika.
Allmänna egenskaper hos celler |

Alla celler i naturen har många funktioner gemensamt. En av dessa är närvaron av ett externt cellmembran
eller plasmamembran
, som bildar den fysiska gränsen för cellen på alla sidor. En annan är ämnet känt som cytoplasma och finns i cellmembranet.

En tredje är införandet av genetiskt material i form av DNA,
eller deoxyribonukleic syra
. En fjärde är förekomsten av ribosomer
, som tillverkar proteiner. Varje levande cell använder ATP (adenosintrifosfat) för energi.
Allmän Prokaryotisk cellstruktur

Strukturen för prokaryoter är enkel. I dessa celler hittas DNA snarare än att förpackas i en kärna innesluten i ett kärnmembran, mer löst samlat i cytoplasma, i form av en kropp som kallas en nukleoid.

Detta är normalt i form av en cirkulär kromosom.

Ribbosomerna i den prokaryotiska cellen finns spridda över cellens cytoplasma, medan i eukaryoter finns några av dem i organeller som Golgi-apparaten
och endoplasmatisk retikulum
. Ribosomernas jobb är proteinsyntes.

Bakterier reproduceras genom binär klyvning, eller helt enkelt delas upp i två och delar upp cellkomponenterna lika, inklusive genetisk information i den enda lilla kromosomen.

Till skillnad från mitos, denna form av celldelning kräver inte distinkta steg.
Struktur av bakteriecellväggen

De unika peptidoglykanerna: Alla växtcellväggar och bakteriecellväggar består mestadels av kolhydratkedjor.

Men medan växtcellcellväggar innehåller cellulosa, som du kommer att se i ingredienserna i många livsmedel, innehåller väggarna i bakterieceller ett ämne som kallas peptidoglykan, vilket du inte kommer att göra.

Denna peptidoglykan, som bara finns i prokaryoter, finns i olika typer; det ger cellen i sin helhet sin form och ger skyddet för cellen från mekaniska förolämpningar.

Peptidoglykaner består av en ryggrad som heter glycan
, som i sig består av muraminsyra
och glukosamin
, som båda i sin tur har acetylgrupper bundna till sina kväveatomer. De inkluderar också peptidkedjor av aminosyror som är tvärbundna med andra, närliggande peptidkedjor.

Styrkan hos dessa "överbryggande" -interaktioner varierar mycket mellan olika peptidoglykaner och därför mellan olika bakterier.

Denna egenskap gör, som ni ser, att bakterier kan klassificeras i olika typer baserat på hur deras cellväggar reagerar på en viss kemikalie.

Tvärbindningarna bildas genom verkan av ett enzym som kallas ett transpeptidas
som är målet för en klass antibiotika som används för att bekämpa infektionssjukdom hos människor och andra organismer.
Gram-Positiva och Gram-negativa bakterier.

Medan alla bakterier har en cellväggen, dess sammansättning ändras från art till art på grund av skillnader i peptidoglykaninnehåll som cellväggarna är delvis eller mestadels tillverkade.

Bakterier kan separeras i två typer som kallas gram-positiva och gram-negativa.

Dessa är uppkallad efter biologen Hans Christian Gram, en pionjär inom cellbiologi som utvecklade en färgningsteknik på 1880-talet, lämpligen kallad Gram-fläcken, som fick vissa bakterier att bli lila eller blå och andra blev röd eller rosa.

Den tidigare typen av bakterier blev kända som gram-positiva, och deras färgningsegenskaper kan hänföras till det faktum att deras cellväggar innehåller en mycket hög andel peptidoglykan i förhållande till hela väggen.

Den röda eller rosa färgningen bakterier är kända som gramnegativa, och som du antar har dessa bakterier väggar som består av blygsamma till små mängder peptidoglykan.

I gramnegativa bakterier ligger ett tunt membran utanför cellväggen och bildar cellhöljet
.

Detta skikt liknar plasmamembranet i cellen som ligger på andra sidan av cellväggen, närmare det inre av cellen. I vissa gramnegativa celler, till exempel E. coli
, cellmembranet och kärnhöljet kommer faktiskt i kontakt på vissa ställen och penetrerar peptidoglykan i den tunna väggen mellan.

Detta kärnhölje innehåller utåtsträckta molekyler som kallas lipopolysackarider, eller LPS. Sträcker sig från det inre av detta membran finns mureinlipoproteiner som är fästa vid den yttre änden på utsidan av cellväggen.
Gram-Positiva bakteriella cellväggar |

Grampositiva bakterier har en tjock peptidoglykansk cellvägg , cirka 20 till 80 nm (nanometer eller en miljarddels meter) tjocka.

Exempel inkluderar stafylokocker, streptokocker, laktobaciller och Bacillus.

Dessa bakterier färgar lila eller röda, men vanligtvis lila, med Gram-fläck, eftersom peptidoglycan behåller det violetta färgämnet som applicerades tidigt i förfarandet när preparatet senare tvättas med alkohol.

Denna mer robusta cellvägg ger grampositiva bakterier mer skydd mot de flesta utsatta förolämpningar jämfört till gramnegativa bakterier, även om det höga peptidoglykaninnehållet i dessa organismer gör deras väggar till en endimensionell fästning, vilket i sin tur gör för en något enklare strategi för hur man förstör den.
••• Sciencing

Gram -positiv bakterie ia är i allmänhet mer mottagliga för antibiotika som riktar sig till cellväggen än är gramnegativa arter, eftersom det utsätts för miljön i motsats till att sitta under eller inom ett cellhölje.
The Teichoic Acids Roll

De peptidoglykanslagren av grampositiva bakterier innehåller vanligtvis höga molekyler som kallas teikosyror och TAs.. <<> Det här är kolhydratkedjor som når igenom och ibland förbi peptidoglykanskiktet.

TA tros stabilisera peptidoglykan runt det helt enkelt genom att göra det mer styvt, snarare än genom att utöva några kemiska egenskaper.

TA är delvis ansvarigt för förmågan att vissa gram-positiva bakterier, såsom Streptococcal arter, för att binda till specifika proteiner på ytan av värdceller, vilket underlättar deras förmåga att orsaka infektion och i många fall sjukdom.

När bakterier eller andra mikroorganismer kan orsakar infektionssjukdom, kallas de patoge nic
.

Cellväggarna i bakterier i Mycobacteria-familjen har, förutom att de innehåller peptidoglycan och TAs, ett externt "vaxartat" lager av mycolsyror. Dessa bakterier är kända som " syra-snabb,
" eftersom fläckar av denna typ behövs för att penetrera detta vaxartade lager för att möjliggöra användbar mikroskopisk undersökning.
Gram-Negative Bacterial Cell Wall Wall << Gramnegativa bakterier, liksom deras grampositiva motsvarigheter, har peptidoglykancellväggar.

Väggen är dock mycket tunnare, bara cirka 5 till 10 nm tjock. Dessa väggar färgar inte lila med Gram-färg eftersom deras mindre peptidoglykaninnehåll betyder att väggen inte kan bibehålla mycket färgämne när preparatet tvättas med alkohol, vilket resulterar i en rosa eller rödaktig färg i slutändan.

Som noterats ovan cellväggen är inte den yttersta senare av dessa bakterier utan täcks istället av ett annat plasmamembran, cellhöljet eller yttre membranet.

Detta skikt är cirka 7,5 till 10 nm tjockt, rivaliserande eller överskrider tjockleken på cellvägg.

I de flesta gramnegativa bakterier är cellhöljet kopplat till en typ av lipoproteinmolekyl som kallas Brauns lipoprotein, som i sin tur är kopplad till cellväggens peptidoglykan.
The Tools av gramnegativa bakterier

Gramnegativa bakterier är i allmänhet mindre mottagliga för antibiotika som riktar sig till cellväggen eftersom de inte utsätts för miljön; det har fortfarande det yttre membranet för skydd.

Dessutom, i gramnegativa bakterier, upptar en gelliknande matris territoriet inuti cellväggen och utanför plasmamembranet som kallas det periplasmiska rymden. p> Peptidoglykankomponenten i cellväggen hos gramnegativa bakterier är bara cirka 4 nm tjock.

Där en grampositiv bakteriecellvägg skulle ha fler peptidoglykaner för att ge dess väggsubstans, ett gramnegativt fel har andra verktyg i lager i sitt yttre membran.

Varje LPS-molekyl består av en fettsyrarik Lipid A-subenhet, en liten kärnpolysackarid och en O-sidokedja gjord av sockerliknande molekyler. Denna O-sidokedja bildar den yttre sidan av LPS.

Den exakta sammansättningen av sidokedjan varierar mellan olika bakteriesorter.

Delar av O-sidokedjan känd som antigener kan vara identifieras via laboratorietester för att identifiera specifika patogena bakteriestammar (en "stam" är en subtyp av en bakteriesort, som en hundras).
Archaea Cell Walls |

Archaea är mer varierande än bakterier och så är deras cellväggar. Noterbart innehåller dessa väggar inte peptidoglycan.

Snarare innehåller de vanligtvis en liknande kallad molekyl som kallas pseudopeptidoglycan eller pseudomurein. I det här ämnet ersätts en del av vanlig peptidoglykan som kallas NAM med en annan underenhet.

Vissa archaea kan i stället ha ett lager glykoproteiner
eller polysackarider som ersätter cellväggen i stället för pseudopeptidoglycan. Slutligen, som för vissa bakterier, saknas några archaea cellväggar helt och hållet.

Archaea som innehåller pseudomurein är okänsliga för antibiotika från penicillinklassen eftersom dessa läkemedel är transpeptidashämmare som verkar för att störa peptidoglykansyntes.

I dessa archaea finns det inga peptidoglykaner som syntetiseras och därför ingenting för penicilliner att agera på.
Varför är cellväggen viktig?

Bakterieceller som saknar cellväggar kan ha ytterligare cellyta strukturer utöver de som diskuteras, såsom glykokalyser (singular är glykokalx) och S-skikt.

En glykokalyx är ett skikt av sockerliknande molekyler som finns i två huvudtyper: kapslar och slemmlager. En kapsel är ett välorganiserat lager av polysackarider eller proteiner. Ett slamlager är mindre tätt organiserat och är mindre tätt fäst vid cellväggen under än en glykokalx.

Som ett resultat är en glykokalx mer motståndskraftig mot att tvättas bort, medan ett slamlager kan vara mer lätt förskjutna. Slamskiktet kan bestå av polysackarider, glykoproteiner eller glykolipider.

Dessa anatomiska variationer ger sig mycket klinisk betydelse.

Glykokalier tillåter celler att hålla sig fast vid vissa ytor, vilket hjälper till att bilda kolonier av organismer som kallas biofilmer
som kan bilda flera lager och skydda individerna i gruppen. Av denna anledning lever de flesta bakterier i naturen i biofilmer bildade från blandade bakteriesamhällen. Biofilmer hindrar verkan av antibiotika och desinfektionsmedel.

Alla dessa attribut bidrar till svårigheten att eliminera eller minska mikrober och utrota infektioner.
Antibiotikaresistens |

Bakteriestammar som är naturligt resistent mot ett givet antibiotikum tack vare en chans fördelaktig mutation "väljs ut" i mänskliga populationer eftersom det här är buggarna som lämnas kvar när de antibiotikamottagliga dödas och dessa "superbugs" multiplicerar och fortsätter att orsaka sjukdom. >

Vid det andra decenniet av 2000-talet har en mängd gramnegativa bakterier blivit alltmer resistenta mot antibiotika, vilket har lett till ökad sjukdom och dödsfall genom infektioner och ökat kostnaderna för sjukvården. Antibiotikaresistens är ett arketypiskt exempel på en naturlig sektion på tidsskalor som kan observeras för människor.

Exempel inkluderar: