Skład chemiczny
priorytetowym składnikiem komórki bakteryjnej jest woda, która stanowi 80% masy komórek i rozpuszczalnik, w którym rozproszone są różne składniki: organiczne (lipidy, białka, polisacharydy i kwasy nukleinowe) i nieorganiczne (minerały, takie jak sód, cynk, fosfor, żelazo, wapń i siarka.).
rdzeń
bakteria jest komórką prokariotyczną i jako taka różni się od komórki eukariotycznej (typowej dla człowieka, ale także roślin, zwierząt i grzybów), przede wszystkim z powodu braku błony jądrowej. W komórce bakteryjnej mielibyśmy wtedy pojedynczy chromosom, zanurzony bezpośrednio w cytoplazmie i zawierający DNA owinięty w superspiralizowaną kolistą strukturę. Zazwyczaj DNA jest w ścisłym związku z poszczególnymi regionami błony plazmatycznej (MESOSOMI), gdzie enzymy znajdują się do replikacji bakterii i do produkcji energii (fosforylacja oksydacyjna).
Rybosomy bakteryjne
Wewnątrz komórek bakteryjnych znajdujemy rybosomy, mniejsze niż eukariotyczne, o różnej strukturze i stałej sedymentacji [70 s u bakterii (50 s większa podjednostka, 30 s mniejsza) i 80 s u eukariontów (podjednostka większa od 70 lat, 40 s mniejsza)]. Składają się z białek i RNA, utworzonych z chromosomalnego DNA w procesie transkrypcji.
Różnice, które oddzielają rybosomy bakteryjne od ludzkich rybosomów (pamiętajmy, że rybosom jest organellą komórkową odpowiedzialną za syntezę białek) pozwoliły na opracowanie selektywnych leków, zdolnych do hamowania syntezy białek bakteryjnych bez zakłócania ludzkiego białka.
Membrana plazmowa
Błona plazmatyczna bakterii jest bardzo podobna do eukariotycznej, choć bardziej subtelna; po pierwsze możemy rozpoznać typową podwójną warstwę fosfolipidową, w której zanurzone są glikoproteiny i glikolipidy. Również funkcje są analogiczne, ponieważ bakteryjna błona plazmatyczna reguluje wymianę z otoczeniem. Na zewnątrz znajduje się charakterystyczna struktura, ściana bakteryjna. W tym kontekście bardzo ważne jest podkreślenie, że bakterie GRAM + posiadają tylko błonę plazmatyczną i ścianę komórkową, podczas gdy w GRAM - istnieje dodatkowa struktura, nazywana błoną zewnętrzną.
Ściana bakteryjna
Ściana bakteryjna zapewnia bakterii sztywność i wytrzymałość, zapobiegając jej uszkodzeniu w środowisku o zmniejszonym ciśnieniu osmotycznym; pełni również funkcje obronne przed fagocytozą i reguluje wymianę składników odżywczych i metabolitów ze światem zewnętrznym (w synergii z błoną plazmatyczną).
Głównym składnikiem części bakteryjnej jest polimer zwany peptydoglikanem, częściej w bakteriach GRAM + i cienki w GRAM -. Dwa monomery, które go tworzą, to aminocukry, zwane N-acetyloglukozaminą (NAG) i kwas acetylomuranowy (NAM), połączone ze sobą wiązaniami glikozydowymi B 1-4 i B 1-6. Do każdej cząsteczki kwasu N-acetylomuranowego są przyłączone 5 aminokwasów, z których pierwszy to L-alanina, a dwie ostatnie to D-alanina.
Wiele monomerów NAG i NAM daje zatem cząsteczkę peptydoglikanu, a więcej cząsteczek peptydoglikanu wiąże się ze sobą tworząc ścianę bakteryjną. Powiązanie to jest gwarantowane przez działanie enzymu o nazwie TRANSPEPTIDASI, który powoduje powstanie wiązania peptydowego między trzecim aminokwasem łańcucha i czwartym łańcuchem równoległym. Energia potrzebna do stworzenia tego związku jest zapewniana przez utratę piątego aminokwasu, który, jak pamiętamy, jest D-alaniną. Penicylina, znany antybiotyk, działa na tym poziomie, zapobiegając powiązaniu między trzecim i czwartym aminokwasem dwóch równoległych łańcuchów. Lizozym, silny środek przeciwbakteryjny, obecny między innymi w ślinie i łzach, rozbija wiązanie B 1-4, które utrzymuje monomery NAM i NAG razem.
W bakteriach GRAM - związek między trzecim i czwartym aminokwasem jest bezpośredni, podczas gdy w dodatnich GRAM pośredniczy 5 wisteria (most pentaglycynowy).
Ściana komórkowa, choć ważna, nie jest niezbędną strukturą dla życia komórki, tak bardzo, że niektóre bakterie tego nie robią. Wewnątrz mogą być także cząsteczki zwane KWASAMI TEICOICOWYMI, typowe dla dodatnich bakterii GRAM, ale obecne również w GRAM -; są to polimery wielowartościowych alkoholi (glicerol), związanych z aminokwasami i cukrami, które mają za zadanie utrudnić degradację peptydoglikanu przez lizozym i inne środki bakteriobójcze.
Membrana zewnętrzna
Typowy i wyłączny dla GRAM - jest powiązany ze ścianą bakteryjną za pomocą lipoprotein. Składa się z dwóch arkuszy, z których:
- najbardziej wewnętrzna ma charakter fosfolipidowy;
- natomiast zewnętrzna składa się z powtarzającej się cząsteczki liposacharydu, tak zwanego LPS (lub lipopolisacharydu).
Lipopolisacharyd LPS jest z kolei podzielony na trzy warstwy:
- najbardziej wewnętrzna, o charakterze lipidowym, nazywa się LIPIDE A; jest taki sam dla wszystkich bakterii GRAM - i stanowi jego toksyczny składnik (ENDOTOSSIN); wiele klasycznych objawów klinicznych zakażenia GRAM można zatem przypisać lipidowi A, wśród których gorączka jest niewątpliwie najczęstszym zaburzeniem.
- Środkowa część, o charakterze polisacharydów, nazywana jest C (lub rdzeniem) i jest taka sama dla wszystkich bakterii.
- Część zewnętrzna nosi nazwę ANTIGENE O, zawsze jest polisacharydowa, ale różni się od bakterii do bakterii.
Zewnętrzna błona rozpoznaje również bardzo małe białka, zwane porynami, które regulują spożycie składników odżywczych, ale także innych substancji, takich jak same antybiotyki (przeciwstawiają się ich wejściu).
W PORÓWNANIU Z KOMÓRKĄ EUKARYOTYCZNĄ: oprócz różnic już wymienionych, komórkom bakteryjnym brakuje niektórych złożonych struktur eukariotycznych (retikulum endoplazmatyczne, mitochondria, aparat Golgiego, chloroplasty, centriole i wrzeciono mitotyczne).
