Concetti Chiave
- La struttura del peptidoglicano è una rete formata da catene laterali di N-acetil-muramico (NAM) e N-acetil-glucosammina (NAG), legate da ponti peptidici.
- Le catene laterali di NAM includono un pentapeptide, un gruppo di cinque amminoacidi, che inizia e termina con D-Alanina, D-Alanina.
- La parete batterica, costituita principalmente da peptidoglicano, varia tra batteri gram positivi, gram negativi e acido-alcool resistenti, come il Mycobacterium tuberculosis.
- Le funzioni della parete batterica includono la protezione meccanica, la determinazione della morfologia cellulare e un ruolo cruciale nella divisione cellulare.
- I polimeri di peptidoglicano sono uniti da ponti di pentaglicina, con legami crociati che permettono l'espansione controllata durante la crescita cellulare.
Indice
Struttura della parete batterica
La parete si può descrivere come una struttura a rete formata da catene laterali e da ponti peptidici (legami crociati) che le collegano in più punti. La catena laterale è composta da due sostanze: l’acido N-acetil-muramico (NAM) e la N-acetil-glucosammina (NAG), amminozuccheri che si legano tra loro con un legame β (1-4) glicosidico.
Come catena laterale di NAM abbiamo una sequenza che si ripete, che è un pentapeptide, cioè un gruppo di cinque amminoacidi. Questo peptide ha una sequenza di amminoacidi che non è uguale in tutti i batteri ma presenta al termine sempre due alanine del tipo: D-Alanina, D-Alanina. Ha una funzione strutturale e serve a tenere unite le catene laterali.Funzioni della parete batterica
La parete batterica è costituita fondamentalmente dal peptidoglicano, anche se ci sono alcune differenze tra la parete di gram positivi, gram negativi e batteri acido-alcool resistenti (di questi ultimi la specie più rappresentativa dal punto di vista clinico è il Mycobacterium tubercolosis). La parete batterica ha le seguenti funzioni:
• Protezione dalle sollecitazioni meccaniche e dal rigonfiamento osmotico;
• Dà morfologia alla cellula batterica;
• È importante nel processo di divisione.
Composizione del peptidoglicano
Il peptidoglicano di tutti i batteri è costituito da una rete formata da catene lunghe collegate tra loro da piccoli ponti peptidici, detti legami crociati. Le catene lunghe sono polimeri costituiti dall’alternanza di due zuccheri: l’n-acetilglucosammina (NAG) e l’acido n-acetil muramico (NAM). Da quest’ultimo si diparte una catena di quattro amminoacidi (tetrapeptide) che si incrocierà con la catena di 4 amminoacidi della lunga catena adiacente, formando una rete stabile che sostiene la cellula e il suo citoplasma, ma allo stesso tempo la rende flessibile. Questi legami crociati si possono rompere in modo controllato per aggiungere nuove catene e far accrescere la parete della cellula al momento della crescita per la successiva divisione cellulare.
Polimeri paralleli di peptidoglicano sono uniti da ponti di pentaglicina. L’N-acetilglucosammina è legata tramite legami zuccherini all’acido n- acetilmuramico. Il tetrapeptide è una catena di 4 amminoacidi (prima della formazione del legame crociato è un pentapeptide e ci sarebbe un’altra d-alanina legata alla d-alanina). La composizione degli amminoacidi nel tetrapeptide è variabile tra diverse specie batteriche ma comunque serve a formare il legame crociato tra due lunghe catene adiacenti. Il tetrapeptide di una unità è legato al tetrapeptide dell’unità adiacente attraverso un legame peptidico tra d-alanina e acido diaminopimelico.
Domande da interrogazione
- Qual è la funzione principale del peptidoglicano nella parete batterica?
- Come sono strutturate le catene laterali nel peptidoglicano?
- In che modo i legami crociati contribuiscono alla struttura del peptidoglicano?
Il peptidoglicano fornisce protezione dalle sollecitazioni meccaniche e dal rigonfiamento osmotico, dà morfologia alla cellula batterica ed è importante nel processo di divisione.
Le catene laterali sono composte da N-acetil-muramico (NAM) e N-acetil-glucosammina (NAG), legate da un legame β (1-4) glicosidico, e includono un pentapeptide che termina con due D-alanine.
I legami crociati, formati tra tetrapeptidi di catene adiacenti, creano una rete stabile che sostiene la cellula e il citoplasma, permettendo anche la flessibilità e l'accrescimento della parete durante la crescita cellulare.
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