התא החיידקי

תרכובת כימית

המרכיב העדיף של התא החיידקי הוא מים, המייצגים 80% ממסת התא והממס בו המרכיבים השונים מפוזרים, אורגניים (שומנים, חלבונים, פוליסכרידים וחומצות גרעין) ואורגניים (מינרלים כגון נתרן, אבץ, זרחן, ברזל, סידן וגופרית.).

גַרעִין

החיידק הוא תא פרוקריוטי וככזה הוא מובחן מזה האוקריוטי (אופייני לאדם, אך גם לצמחים, בעלי חיים ופטריות), קודם כל בהעדר קרום גרעיני. בתוך התא החיידקי היה לנו אפוא כרומוזום בודד, טובל ישירות בציטופלזמה ומכיל DNA עטוף במבנה מעגלי סופר-ספיראלי. בדרך כלל DNA זה נמצא בקשר הדוק עם אזורים מסוימים של קרום הפלזמה (MESOSOMI), שבו האנזימים לשכפול החיידקים ולייצור אנרגיה (זרחון חמצוני).

ריבוזומים חיידקיים

בתוך התאים החיידקיים אנו מוצאים את הריבוזומים, קטנים יותר מהאוקריוטים ובעלי מבנה שונה וקבוע של שקיעה [70s בחיידקים (יחידת משנה גדולה יותר, 30s קטנה יותר) ו- 80s באאוקריוטים (יחידת משנה גדולה יותר, 40s קטנים יותר]]. של חלבונים ו- RNA, הנוצרים מ- DNA כרומוזומלי באמצעות תהליך התעתיק.

ההבדלים המפרידים בין ריבוזומים חיידקיים לאנושיים (זכור כי הריבוזום הוא "האיבר הסלולרי האחראי על סינתזת החלבונים) אפשר להתפתחות תרופות סלקטיביות, המסוגלות לעכב את סינתזת החלבון החיידקי מבלי להפריע לאדם האנושי.

קרום פלזמה

קרום הפלזמה של החיידק דומה מאוד לזה האוקריוטי, אם כי דק יותר; קודם כל נוכל לזהות את דו שכבת הפוספוליפידים הטיפוסית, שבה שקועים גליקופרוטאינים וגליקוליפידים. הפונקציות גם דומות, שכן קרום הפלזמה החיידקית מסדיר חילופי דברים עם הסביבה. מבחוץ אנו מוצאים מבנה אופייני, דופן החיידקים. חשוב מאוד להדגיש, בהקשר זה, שחיידקי GRAM + מחזיקים רק בקרום הפלזמה. ודופן התא, בעוד שב- GRAMs - יש מבנה נוסף, הנקרא הממברנה החיצונית.

קיר חיידקי

הקיר החיידקי מספק לחיידק קשיחות וחוזק ומונע ממנו להיפגע כשהוא נמצא בסביבה עם לחץ אוסמוטי מופחת; הוא גם מבצע פונקציות הגנה מפני פגוציטוזיס, ומסדיר את חילופי החומרים המזינים והמטבוליטים עם העולם החיצון (בסינרגיה עם קרום הפלזמה).

המרכיב העיקרי של החלק החיידקי הוא פולימר הנקרא פפטידוגליקן, עבה יותר בחיידקי GRAM + ודק יותר ב- GRAM -. שני המונומרים המרכיבים אותו הם סוכרי אמינו, הנקראים N-acetylgucosamine (NAG) וחומצה אצטיל מורנית (NAM), המחוברים יחד לקשרים גליקוזידים B 1-4 ו- B 1-6. 5 חומצות אמינו מקושרות לכל מולקולה של חומצה N-אצטיל מורנית, מהן הראשונה היא L-alanine, ואילו שתי האחרונות מורכבות מ- D-alanine.

מונומרים רבים של NAG ו- NAM מולידים אז מולקולה פפטידוגליקנית, ומולקולות פפטידוגליקן מרובות נקשרות יחד ליצירת דופן החיידקים. קשר זה מובטח בפעולה של אנזים, הנקרא TRANSPEPTIDASE, המוליד קשר פפטיד בין חומצת האמינו השלישית של שרשרת לרביעית בשרשרת המקבילה. האנרגיה הנדרשת להפעלת האיחוד ניתנת על ידי אובדן חומצת האמינו החמישית., שאנו זוכרים שהיא D-alanine. פניצילין, אנטיביוטיקה ידועה, פועלת ברמה זו ומונעת את הקשר בין חומצות האמינו השלישית והרביעית של שתי השרשראות המקבילות. ליזוזים, נוכח אנטיבקטריאלי רב עוצמה - בין היתר - ברוק ובדמעות, לעומת זאת שובר את הקשר B 1-4 שמחזיק את המונומרים NAM ו- NAG יחד.

בחיידקי GRAM - הקשר בין חומצות האמינו השלישית והרביעית הוא ישיר, בעוד שב- GRAM חיובי הוא מתווך על ידי 5 וויסטריה (גשר פנטגליצין).

כמה שזה חשוב, דופן התא אינה מבנה חיוני לחיי התא, עד כדי כך שחלק מהחיידקים חסרים אותו. בתוכו יתכנו גם מולקולות הנקראות THEIC ACIDS, אופייניות לחיידקים חיוביים מסוג GRAM, אך גם קיימות ב- GRAM -; אלה פולימרים של אלכוהול רב -ערך (גליצרול), הקשורים לחומצות אמינו וסוכרים, שמטרתם לעכב את התדרדרות הפפטידוגליקן על ידי ליזוזם וסוכני חיידקים אחרים.

קרום חיצוני

אופייני ובלעדי ל- GRAM -, הוא קשור לדופן החיידקים באמצעות ליפופרוטאינים.הוא מורכב משני גיליונות, מתוכם:

הפנימי ביותר הוא פוספוליפיד בטבע;
בעוד שהחיצוני מורכב ממולקולת ליפוזכריד החוזרת על עצמה, מה שנקרא LPS (או ליפופוליסכריד).

ניתן לחלק את ליפופוליסכריד LPS לשלוש שכבות:

הפנימי ביותר, בעל אופי ליפידי, נקרא LIPID A; זהה לכל חיידקי GRAM - ומהווה את המרכיב הרעיל שלו (ENDOTOXIN); לכן רבים מהתסמינים הקליניים הקלאסיים של "זיהום GRAM" ניתן לייחס לשומנים A, ביניהם חום הוא ללא ספק המחלה השכיחה ביותר.
החלק המרכזי, בעל אופי פוליסכריד, נקרא C (או ליבה) והוא זהה עבור כל החיידקים.
החלק החיצוני נקרא ANTIGEN O, הוא תמיד פוליסכריד בטבע, אך שונה מחיידק לחיידק.

הממברנה החיצונית מזהה גם חלבונים קטנים מאוד, הנקראים porins, המסדירים את צריכת החומרים המזינים, אך גם של חומרים אחרים, כגון האנטיביוטיקה עצמה (הם מתנגדים לכניסתם).

בהשוואה לתא האוקריוטי: בנוסף להבדלים שכבר נרשמו, לתאי חיידקים חסרים כמה מבנים מורכבים האופייניים לאיקריוטים (רשתית אנדופלסמית, מיטוכונדריה, מכשירי גולגי, כלורופלסטים, צנטריולים וציר מיטוטי).