spațiul periplasmatic Este o regiune a învelișului sau a peretelui celular al bacteriilor gram-negative care poate fi văzută de microfotografele electronice ca spațiul dintre membrana plasmatică și membrana exterioară a acestora.
La bacteriile gram-pozitive, poate fi observat și un spațiu similar, deși mai mic, dar între membrana plasmatică și peretele celular, deoarece acestea nu au un înveliș dublu cu membrană.
Termenul „spațiu periplasmic” a fost folosit inițial de Mitchell în 1961, care l-a descris, utilizând unii parametri fiziologici, cum ar fi un rezervor de enzime și o „sită moleculară” între două straturi membranare. Ambii termeni descriptivi sunt valabili și astăzi.
Cititorul ar trebui să rețină că învelișul celular al bacteriilor gram-negative este o structură multistratificată și complexă, toate diferite din punct de vedere al grosimii, compoziției, funcționalității și interacțiunilor, care este atât elastică, cât și rezistentă, deoarece previne dezintegrarea celulelor. datorită faptului că menține presiunea osmotică internă.
Aceste straturi includ membrana citoplasmatică, un complex lipoproteic asociat cu aceasta și un strat de peptidoglican inclus în regiunea periplasmatică; membrana exterioară și straturile exterioare suplimentare care diferă ca număr, caracteristici și proprietăți fizico-chimice în funcție de specia bacteriană luată în considerare.
Termenul „spațiu periplasmic” se referă literal la spațiul care înconjoară membrana plasmatică și este una dintre regiunile învelișului celular implicate în stabilirea formei, rigidității și rezistenței împotriva stresului osmotic..
Indice articol
Diferite studii citologice au arătat că spațiul periplasmatic nu este o substanță lichidă, ci mai degrabă un gel cunoscut sub numele de periplasmă. Acesta este alcătuit din rețeaua de peptidoglican și diverse proteine și componente moleculare.
Peptidoglicanul este compus din unități repetitive ale acidului N-acetil glucozamină-N-acetilmuramic dizaharidic, care sunt reticulate prin lanțuri laterale pentapeptidice (oligopeptide cu 5 reziduuri de aminoacizi).
La bacteriile gram-negative, acest spațiu poate varia în grosime de la 1 nm la 70 nm și poate reprezenta până la 40% din volumul celular total al unor bacterii..
Un astfel de compartiment de celule bacteriene gram-negative conține o proporție mare de proteine solubile în apă și, prin urmare, de caracteristici polare. De fapt, protocoalele experimentale au stabilit că acest spațiu poate conține până la 20% din conținutul total de apă al celulelor..
Membrana exterioară este strâns asociată cu peptidoglicanul inclus în periplasmă datorită prezenței unei proteine mici și abundente numită lipoproteină Braun sau lipoproteină mureină. Această proteină se asociază cu membrana exterioară prin capătul său hidrofob și indică spațiul periplasmatic..
Majoritatea enzimelor din regiunea periplasmatică a peretelui celular bacterian nu sunt legate covalent de nicio componentă structurală a peretelui, dar sunt concentrate în regiuni lărgite ale spațiului periplasmatic cunoscut sub numele de buzunare polare sau „capace polare ".
Proteinele care sunt legate covalent de o componentă structurală din periplasmă sunt legate, conform numeroaselor linii de dovezi experimentale, de lipopolizaharidele prezente în membrana plasmatică sau în membrana exterioară..
Toate proteinele prezente în spațiul periplasmatic sunt translocate din citoplasmă prin două căi sau sisteme de secreție: sistemul de secreție clasic (Sec) și sistemul de dublă translocare a argininei sau „sistem de translocare a argininei gemene " (TAT).
Sistemul clasic translocează proteinele în conformația lor desfășurată și acestea sunt pliate post-translațional prin mecanisme complexe, în timp ce substraturile sistemului TAT sunt complet pliate și active funcțional translocate..
În ciuda faptului că se află în aceeași regiune spațială, funcțiile spațiului periplasmic și ale rețelei de peptidoglican sunt considerabil diferite, deoarece funcțiile anterioare pentru acomodarea proteinelor și componentelor enzimatice, iar cea din urmă servește ca suport și întărire pentru înveliș..
Acest „compartiment” celular al bacteriilor adăpostește numeroase proteine care participă la unele procese de absorbție a nutrienților. Acestea includ enzime hidrolitice capabile să metabolizeze compuși fosforilați și acizi nucleici..
Se pot găsi și proteine chelatoare, adică proteine care participă la transportul substanțelor în celulă în forme chimice mai stabile și asimilabile..
În plus, această regiune a peretelui celular conține de obicei multe dintre proteinele necesare pentru sinteza peptidoglicanului, precum și alte proteine care participă la modificarea compușilor potențial toxici pentru celulă..
Spațiul periplasmatic trebuie văzut ca un continuu funcțional, iar localizarea multor proteine ale sale depinde, mai degrabă decât de limitările fizice din compartiment, de localizarea unora dintre componentele structurale de care se leagă..
Acest compartiment oferă un mediu oxidant în care multe structuri proteice pot fi stabilizate prin intermediul punților disulfură (S-S)..
Prezența acestui compartiment celular în bacterii le permite sechestrarea enzimelor degradative potențial periculoase, cum ar fi RNazele și fosfatazele alcaline, și din acest motiv este cunoscut ca precursorul evolutiv al lizozomilor din celulele eucariote..
Alte funcții importante ale spațiului periplasmatic includ transportul și chimiotaxia aminoacizilor și a zaharurilor, pe lângă prezența proteinelor cu funcții asemănătoare acperonei care funcționează în biogeneza învelișului celular..
Proteinele asemănătoare chaperonei din spațiul periplasmatic sunt proteine accesorii care contribuie la catalizarea pliului proteinelor care sunt translocate în acest compartiment. Printre acestea se numără unele proteine disulfură-izomerase, capabile să stabilească și să schimbe punți disulfură..
Un număr mare de enzime degradante se găsesc în periplasmă. Fosfataza alcalină este una dintre ele și este asociată cu lipopolizaharide de membrană. Funcția sa principală este de a hidroliza compuși fosforilați de natură diferită.
Unele studii fiziologice au arătat că moleculele cu energie ridicată precum GTP (guanozină 5'-trifosfat) sunt hidrolizate de acești fosfați în spațiul periplasmatic și că molecula nu intră niciodată în contact cu citoplasma.
Spațiul periplasmatic al unor bacterii denitrificante (capabile să reducă nitriții în azot gazos) și chimiolioautotrofele (care pot extrage electroni din surse anorganice) conține proteine transportoare de electroni.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.