Caratteristiche e funzioni dello spazio perplapsmico

Lui Spazio periplastico È una regione della parete avvolta o cellulare dei batteri gram -negativi che possono essere visti da microfotografie elettroniche come lo spazio tra la membrana plasmatica e la membrana esterna di questi.

Nei batteri gram -positivi, si può anche osservare uno spazio simile, sebbene più piccolo, ma tra la membrana plasmatica e la parete cellulare, poiché non hanno un involucro a doppia membrana.

Schema di copertura batterica (fonte: Graevemoore at inglese Wikipedia [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Il termine "spazio perplapsmico" fu originariamente usato da Mitchell nel 1961, che lo descrisse, usando alcuni parametri fisiologici, come un serbatoio di enzima e un "setaccio molecolare" tra due strati membranosi. Entrambi i termini descrittivi rimangono veri oggi.

Il lettore deve ricordare che l'avvolgimento cellulare di batteri negativi a Gram è una struttura di strati multipli e complessi, il tutto in termini di spessore, composizione, funzionalità e interazioni, che è sia elastico che resistente, poiché impedisce la disintegrazione delle cellule grazie per mantenere la pressione osmotica interna.

Questi strati includono la membrana citoplasmatica, un complesso di lipoproteine ​​associato a questo e uno strato di peptidoglucano incluso nella regione perplastica; la membrana esterna e ulteriori strati esterni che differiscono in numero, caratteristiche e proprietà fisico -chimiche secondo le specie batteriche considerate.

Il termine "spazio perplapsmico" si riferisce letteralmente allo spazio che circonda la membrana plasmatica ed è una delle regioni della cellula avvolte coinvolte nella creazione della forma, rigidità e resistenza allo stress osmotico.

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Caratteristiche

Caratteristiche generali

Diversi studi citologici hanno dimostrato che lo spazio perplapsmico non è una sostanza liquida, ma piuttosto un gel noto come periplasma. Ciò è compreso dalla rete pepidoglucano e vari componenti proteici e molecolari.

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Il peptidoglicano è composto da unità ripetute dell'acido N-acetilmuramico N-acetil glicosamina-acido, che sono reticolati da catene laterali pentapeptide (5 oligopeptidi di rifiuti aminoacei).

Nei batteri gram -negativi questo spazio può variare di spessore da 1 nm a 70 nm e può rappresentare fino al 40% del volume cellulare totale di alcuni batteri.

Questo compartimento di cellule batteriche negative Gram contiene una grande percentuale di proteine ​​idrosolubili e, quindi, di caratteristiche polari. In effetti, protocolli sperimentali hanno stabilito che questo spazio può contenere fino al 20% del contenuto totale di acqua d'acqua.

Caratteristiche strutturali

La membrana esterna è strettamente associata al peptidoglucan. Questa proteina è associata alla membrana esterna attraverso la sua estremità idrofobica e indica l'interno dello spazio perplapsmico.

Gran parte degli enzimi nella regione perplapsmica della parete cellulare batterica non sono covalentemente legati a nessun componente strutturale della parete, ma sono concentrati in regioni allargate dello spazio perplastico noto come tasche polari o "Tappi polari ".

Le proteine ​​che sono collegate covalentemente ad alcuni componenti strutturali nel perplasso sono legate, secondo numerose linee di evidenza sperimentale, ai lipopolisaccaridi presenti nella membrana plasmatica o nella membrana esterna.

Tutte le proteine ​​presenti nello spazio perplastico sono traslocate dal citoplasma attraverso due percorsi o sistemi di secrezione: il classico sistema di secrezione (SEC) e il doppio -arginina o il sistema di traslocazione doppiaSistema di traslocazione di arginina gemella " (Tat).

Il sistema classico trasloca le proteine ​​nella loro conformazione non dleatry e queste sono piegate prostraduttivamente da meccanismi complessi, mentre i substrati del sistema TAT sono completamente piegati e funzionalmente attivi.

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Caratteristiche funzionali generali

Nonostante sia nella stessa regione spaziale, le funzioni dello spazio perplastico e il telefono cellulare Peptidoglucan.

Questo "compartimento" cellulare di batteri ospita numerose proteine ​​che partecipano ad alcuni processi di cattura dei nutrienti. Tra questi ci sono enzimi idrolitici in grado di metabolizzare composti fosforilati e acidi nucleici.

Le proteine ​​chelanti possono anche essere trovate, ovvero proteine ​​che partecipano al trasporto di sostanze nella cellula in forme chimiche più stabili e assimilabili da questo.

Inoltre, questa regione della parete cellulare di solito contiene molte delle proteine ​​necessarie per la sintesi del peptidoglicano, nonché altre proteine ​​che partecipano alla modifica di composti potenzialmente tossici per la cellula.

Funzioni

Lo spazio perplapsmico deve essere visto come un continuum funzionale e la posizione di molte delle sue proteine ​​dipende, piuttosto che limitazioni fisiche all'interno del compartimento, nella posizione di alcuni dei componenti strutturali a cui si uniscono.

Questo compartimento fornisce un ambiente ossidante in cui molte strutture proteiche possono stabilizzarsi attraverso i ponti disulfuri (S).

La presenza di questo compartimento cellulare nei batteri consente loro di rapire enzimi degradativi potenzialmente pericolosi come RNSA e fosfatasi alcaline, e per questo motivo è noto come precursore evolutivo dei lisosomi nelle cellule eucariotiche.

Altre importanti funzioni dello spazio peripásmico includono il trasporto e la chemiotassi di aminoacidi e zuccheri, oltre alla presenza di proteine ​​con funzioni di tipo-chaperone che funzionano nella biogenesi della confezione cellulare.

Le proteine ​​di tipo-chaperonas nello spazio perplapsmico sono proteine ​​accessorie che contribuiscono alla catalisi pieghevole delle proteine ​​che vengono traslocate in questo compartimento. Tra questi ci sono alcune proteine ​​disolfuro-isomerate, in grado di stabilire e scambiare ponti disolfuro.

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Un gran numero di enzimi degradativi si trovano nel perplasma. La fosfatasi alcalina è una di queste ed è associata a lipopolisaccaridi di membrana. La sua funzione principale è idrolizzare composti fosforilati di natura diversa.

Alcuni studi fisiologici hanno dimostrato che molecole ad alta energia come GTP (guanosina 5'-trifosfato) sono idrolizzate da questi fosfatati nello spazio perplapsmico e che la molecola non viene mai in contatto con il citoplasma.

Lo spazio perplapsmico di alcuni batteri denitrificanti (capace di ridurre i nitriti in azoto gassoso) e chemiolite.

Riferimenti

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