Le chapitre 6: Mur Cellulaire

 

Les bactéries Gram-positifs et Gram-négatifs. Leur membrane et mur. Comme ils font leurs murs? Comme ils sont différents? De qu'a été eu besoin, les étudier et les faire? Est-ce que leur mur cellulaire prouve, qu'ils sont tout venus d'un ancêtre commun?

 

Prof. Frédéric C. Neidhardt et collègues écrivent dans leur du manuel scolaire de la Physiology of the Bacterial Cell (1990:25-27) vers le mur des bactéries: "Les bactéries peuvent être divisées en deux classes générales - Gram-positif et Gram-négatif. Les bactéries Gram-positifs et Gram mégatifs sont différent dans plusieurs aspects importants, en plus de structure de l'enveloppe. La distinction Gram-négatif Gram-positif est une profonde. Il reflète une différence fondamentale dans structure du mur pas seul, mais autres différences biochimiques, physiologiques, et génétiques importantes aussi. La majorité, mais pas tout, bactéries, sont membres de ces deux groupes. Ce cet automne à l'extérieur de ces groupes est de deux classes. Un groupe est attentivement semblable aux autres bactéries, mais complètement murs du manque - le Mollicutes. L'autre groupe, l'Archaebactéries, murs du produits alimentaires qui ne contiennent pas de murein typique et dans beaucoup d'autres respects soyez différent de la cellule du procaryotique typique." (1990:25-27).

 

 

Le Mur cellulaire

 

Qu'est-ce que les scientifiques ont maintenant trouvé vers le mur cellulaire? Comment complexe est-ce que c'est? Qu'est-ce qui en faut un tout sachez dans ordre comprendre et le faire?

 

Prof. F. C. Neidhardt et collègues: "Comme cellules allez, les bactérien sont particulièrement dur; C'est, ils sont durs de casser par les moyens de la mécanique. Et ils retiennent leur forme sous conditions sévères même. Beaucoup de la dureté de bactéries a été en rapport avec leur mur cellulaire qui fournit le support de la mécanique rigide et prévient la pression d'éclater les cellules (lyses osmotique). De plus, le mur cellulaire représente une défense chimique et physique contre chimiques toxiques qui peuvent nuire à la membrane cellulaire. Les bactéries Gram-positifs et Gram-négatifs sont différent considérable dans la structure de leurs murs cellulaires, et dans le rôle de cette structure, dans se débrouiller avec les changements de l'environnement. Toute portion du mur d'apparences des cellules Gram-positifs comme une couverture épaisse, cela de la plupart des cellules Gram-négatifs comme un drap fragile. Même le mur Gram-négatif mince a la résistance à la tension considérable dans réalité." (1990:33).

 

Le Mur Gram-positif

 

Prof. F. C. Neidhardt et collègues: "Le mur cellulaire Gram-positif consiste en un manteau du multi molecular épais de muerein (un type de peptidoglycan) avec montants moindres d'autres polymères, particulièrement acides du teichoique; A répandu. La structure polymère consiste en beaucoup de couches qui sont enveloppées autour de la longueur et largeur de la cellule. De cette façon ils forment un sac qui détermine la dimension et forme de l'organisme. Les murein peuvent être isolés intact comme une structure, a appelé le sacculus du murein. La forme de la bactérie dépend de la forme du sacculus. La plupart des bactéries ressemblent à tringles (bacilles) ou hélices (spirochètes); Quelque apparence comme fuseaux, étoile de mer ou polyhedra aplati; Encore autres supposent des formes plus complexes, différenciées. ... Le réseau du murein rigide autorise des bactéries, survivre dans média qui est des hypotoniques communément. C'est, ils ont une pression osmotique inférieure, que cela de leur cytoplasme. Dans l'absence d'un corset comme structure rigide, la membrane éclaterait pour pousser contre, et la lyse des cellules (= coulez séparément)." (1990:33-36).

 

 

Mur Cellulaire gram-négatif et la Membrane externe

 

Prof. F. C. Neidhardt et collègues: "Les bactéries Gram-négatifs ont évolué une solution radicalement différente au problème de protéger la membrane du cytoplasmique. Leur couche du murein est plus mince beaucoup, que cela de bactéries Gram-positifs, et ils font une structure complètement différente - une membrane externe qui est développée à l'extérieur d'une couche du murein mince. La membrane externe est chimiquement distincte des membranes biologiques habituelles. C'est capable, résister aux chimique préjudiciables. C'est une structure du bi-couche, et son feuillet intérieur ressemble dans composition qui de la membrane du cytoplasmique.

 

"Son feuillet externe, de l'autre côté, a un composant unique dans la place de phospholipides. Ce composant est le lipopolysaccharide bactérien ou LPS. C'est une molécule complexe qui n'est pas trouvée dans nature ailleurs. En conséquence, les feuillets de cette membrane sont extrêmement asymétriques. Et les propriétés de ce bi-couche exceptionnel sont différentes de ceux d'une membrane biologique régulière considérablement. La capacité, exclure des composés hydrophobes, est exceptionnelle parmi membranes biologiques.

 

"Exclusion de composés hydrophobes dans les bactéries Gram-négatifs, comme dans les bactéries Gram-positifs, est accomplie en entourant les cellules avec les polysaccharides hydrophobes. Mais ce sont différent dans structure et organisation dans les deux groupes. Cependant, la membrane externe présente une impasse apparente: À cause de sa nature lipide, il peut être supposé exclure des composés de l'hydro philique aussi. Dans ce cas, aucuns composés, hydrophobe ou hydrophilique, pourrait traverser la membrane externe.

 

"En résolvant le problème de protection de la membrane du cytoplasmique, les bactéries Gram-négatifs paraissent avoir créé un nouveau. Comment est-ce que ces organismes transportent leurs éléments nutritifs? Est-ce qu'ils copient dans la membrane externe les appareils du transport actifs de la membrane du cytoplasmique? Cette stratégie serait un investissement gaspilleur pas seul, mais aussi pourrait faire la membrane externe de même que sensible aux défis de l'environnement, comme la membrane du cytoplasmique est. Encore une fois, les bactéries ont trouvé une solution intéressante: La membrane externe a des canaux spéciaux, ce permis la diffusion passive de composés de l'hydrophilique aime des sucres, des acides aminés, et des certains ions. Ces canaux consistent en molécules de la protéine, porins à propos appelé. Les canaux Porin sont étroits, seulement la bonne dimension, autoriser l'entrée de composés plus petits que 600-700 dalton (Chiffre 9 dans leur livre).

 

"Les canaux sont si petits, que les composés hydrophobes entreraient dans contact avec la polaire 'mur' du canal et de cette façon soit exclue. Dans une certaine mesure, E. coli peuvent sélectionner le porins avec dimensions du canal différentes, en réponse aux propriétés osmotiques du moyen.

 

"Certain hydrophilique compose qui les besoins cellulaires pour survivre, est plus grand, que l'exclusion de porins. Ces grandes molécules incluent la vitamine B12, sucres qui sont plus grands que trisaccharides et chelates du fer. Tel compose la croix la membrane externe par les mécanismes du permeation séparés, spécifiques. Ils utilisent des protéines qui ont été conçues surtout à translocate chacun de ces composés. Donc, la membrane externe permet le passage de petit hydrophilique compose, exclut des composés hydrophobes, grand ou petit, et autorise l'entrée de quelques-uns plus grandes molécules de l'hydrophilique par les mécanismes surtout conçus." (1990:37-40).

 

"La membrane externe n'est pas une structure entièrement séparée; Il est connecté aux deux le murein posez en couches et la membrane du cytoplasmique. Le rapport avec la couche du murein est servi de médiateur par deux types d'interactions, le plus important est une lipoprotéine de la membrane externe. Cette protéine est présente dans quelques 700,000 copies par cellule qui le fait la protéine la plus abondante (numériquement, pas par poids) dans E coli.

 

"Environ un tiers des molécules du lipoprotéine les covalent liés à murein et influence de l'aide les deux structures ensemble sont. L'autre type d'interaction est le serré (mais probablement pas covalent) association de quelques-uns du porins de la membrane externe avec murein. Ensemble, le lipoprotéines et porins fournissent dans chaque cellulaire plus de 400,000 étai comme contacte entre la membrane externe et le mur cellulaire." (1990:41).

 

 

Compréhension de Substrats spécifiques

 

Quels substrats spécifiques sont la bactérie E. coli capable prendre au-dessus? Comment est-ce qu'il les prend, dans quels chemins différents?

 

Prof. F. C. Neidhardt et collègues: "Des plusieurs mécanismes du transport, presque tout (inclure diffusion facilitée, transport actif sensible aux chocs, et transport actif secondaire) participez à la compréhension d'un ou un autre sucre ou alcool du sucre par E. coli (Chiffre 4 dans leur livre). De façon intéressante, la compréhension d'un sucre particulier ne suit pas de modèle: Par exemple le lactose est pris dans E. coli par transport du proton, mais dans Staphylococcus aureus par un PTS.

 

"Les acides aminés sont transportés par les systèmes du transport actifs sensibles aux chocs ou secondaires. Dans E. coli, 14 systèmes du transport différents qui apportent des acides aminés dans la cellule. D'un examen des systèmes du transport de l'acide aminé de bactéries, plusieurs modèles émergent. Quelques-uns du transport des systèmes un groupe d'acides aminés avec structure semblable. Souvent ceux-ci ont des sous-systèmes pour seul des acides aminés. Cette surabondance apparente sert un but. Un des systèmes a la haute affinité (affinité 10 fois constantes ou plus grand) et haut courant. Chacun a des avantages évidents environnements en particulier. En plus de systèmes du transport de l'acide aminé, E. coli a une variété de systèmes du transport pour cofacteurs, plusieurs ions, et intermediates métabolique." (1990:182, 183).

 

 

 

Comment une Gramme négatif bactérie fait ses propres protéines d'enveloppe. De  Neidhardt et autres (1990:114) Fig. 8. La cellule minuscule a réalisé ici, quel homme ne peut toujours pas faire au début de ce 21ème siècle : ensemble automatique, production automatique. Ainsi celui, qui a pensé dehors et a fait cette organisation d'uni cellule, doit savoir beaucoup plus au sujet de la science et de la technologie, que n'importe quel scientifique vivant maintenant sur cette terre : le créateur, dont le nom est Jéhovah.

 

 

Réaction d'Assemblée de la membrane externe. (1) Lipopolysaccharide ; (2) phospholipides ; (3) protéines externes de membrane ; (4) lipoprotéine ; (5) individu ensemble de la membrane externe. De Neidhardt et autres (1990:121) Fig. 14.

 

 

 

Règlement Osmo et Expression Porin

 

Comme fait E. coli vaincu les extrêmes de pression osmotique de l'environnement? Et comment est-ce qu'il fait son porins, les pores dans sa membrane externe?

 

Prof. F. C. Neidhardt et collègues: "Une variable de l'environnement importante de que les bactéries doivent traiter, est l'osmolarité de leur environnement. La cellule bactérienne utilise des plusieurs stratégies moléculaires, contrarier les effets d'extrêmes nuisibles de pression osmotique de l'environnement.

 

"La membrane externe est traversée par canaux qui sont réglés par les protéines porins appelé. Dans E. coli il y a deux porins majeurs - OmpF et OmpC. Ils ont tendance à être fait comme alternatives à l'un l'autre. Les pores faits par OmpC sont légèrement plus petits et sont faits à plus haute pression osmotique et plus haute température préférentiellement. Ce modèle veut dire, cet OmpC est la forme prédominante pendant augmentation de bactéries entériques dans l'étendue intestinale. Il a de bon sens physiologique pour les bactéries entériques pour avoir de plus petits pores, quand résider dans l'étendue intestinale et plus grande à l'extérieur de. Les plus petits pores excluent beaucoup des molécules toxiques trouvées dans l'étendue intestinale. Les plus grands pores autorisent des substrats de solution diluée, entrer le pore cellulaire aisément, parce que les solutés doivent diffuser à travers les pores de la membrane externes. Et le taux de diffusion est proportionnel à la région en colère d'un groupe du pore, aussi bien que la différence de la concentration à travers la membrane.

 

"Les gènes qui chiffrent le porins majeur aussi bien que les certains autres gènes qui affectent des propriétés de la membrane externes sont contrôlés par deux protéines - produits de l'envZ lié (pour les protéines de l'enveloppe) et ompR (pour règlement de la protéine de la membrane externe) gènes. La protéine EnvZ est une protéine de la membrane du cytoplasmique qui est pensée pour fonctionner comme une osmo sonde. Il a la ressemblance structurelle forte à certaines kinases de la protéine; D'après cette ressemblance et autre signe, et du phénotype d'absurdités et autres mutations dans envZ, les investigateurs croient, cet EnvZ réagit réciproquement avec la deuxième protéine, OmpR. Il affecte son activité, en le phosphorylate.

 

"La protéine OmpR lie le spécifia à l'ADN d'organisateurs qu'il contrôle en amont; L'emplacement obligatoire est -50 dans l'organisateur de l'ompF autour, et -90 dans l'organisateur de l'ompC. Un modèle courant, pour comment l'expression alternative d'ompF est accomplie, est comme suit (Chiffre 7 dans leur livre): Hauts rôles principaux de la pression osmotiques à phosphorilation d'EnvZ. Et cela a activé la protéine dans tour phosphorylate OmpR. Phospho-OmpR (OmpR-P) réprime transcription d'ompF, en liant à un emplacement entre -40 et -60 dans la région de l'organisateur de l'ompF; Il active transcription de l'ompC, en liant pour mugir affinité emplacements entre -75 et -105 dans la région de l'organisateur de l'ompC. Quand la pression osmotique est basse, le niveau d'OmpR-P est bas. Et par conséquent c'est incapable, activer l'ompC; Mais c'est encore capable d'activer l'ompF, en liant à haute affinité place dans la -60 à -100 régions de l'organisateur de l'ompF.

 

"Les effets d'OmpR-P, comme un stimulateur et comme inhibiteur de transcription de ces deux gènes, est augmenté par un autre mécanisme. Le micF du gène est copié dans la direction opposée d'ompC d'un organisateur, près cela d'ompC; Le micF chiffre des 174 bases ARN qui est complémentaire à une région près le début du message de l'ompF. La transcription du micF a été montrée, bloquer expression d'ompC. Parce que le règlement d'expression du micF est semblable à cela d'ompC, les conditions qui induisent l'ompC induiront le micF simultanément, et de cette façon l'aide réprime l'ompF (Chiffre 7 dans leur livre).

 

"Il y a un réseau de gènes excepté ceux pour les deux porines qui sont réglés par la paire de l'envZ/OmpR de réagir réciproquement des protéines; Quelques-uns de ces gènes sont induits, autres ont réprimé. Le sens physiologique total du choix de gènes qui sont inclus dans ce système est encore insaisissable; L'importance à nous de l'histoire EnV/OmpR suis, qu'il a fourni un modèle important d'interaction de la protéine-protéine dans stimulus réponse établit des contacts, en incluant beaucoup pour que la fonction physiologique soit cristal clair." Neidhardt, R. C. et al. (1990:272, 373).

 

 

 Systèmes secondaires de transport actif. (a) Réactions de Symport. Le gradient de pH créé par les commandes de transport actif primaires (du côté gauche) un symport électroneutre d'un anion avec un proton, et (du côté droit) un symport électrogénique d'un corps dissous non-chargé (s) ainsi qu'un proton. (b) Réaction d'Antiport. Le gradient de pH conduit (du côté gauche) l'échange électroneutre d'un cation pour un proton et (du côté droit) le central téléphonique électronique d'un corps dissous non-chargé (s) pour un proton. (c) Réactions d'Uniport. Le gradient de pH conduit un cation dans l'appel (gauche) d'un anion dehors (droit). De  Neidhardt et autres (1990:178) Fig. 1.

 

 

Mécanismes Porteur négociés pour la prise des sucres et des alcools de sucre par E. coly. Le glycérol (Glyc) entre par diffusion facilitée. Le maltose (CMA) entre par une personne à charge choquer sensible de système sur une protéine obligatoire (sphère), deux protéines de transmembrane (ovales), et une protéine d'énergie transducing (flèche incurvée et double dirigée) qui hydrolyse un donateur de grande énergie de phosphate (D~P). Le lactose (LC) entre par le symport de protéine et le melibiose (mel) par un symport de Na+ de transport actif secondaire. Le glucose (CGL) entre dans par un spécialiste par la médiation des enzymes I (i), HPr, enzyme II (ii), et enzyme III (iii) ; le produit intracellulaire du processus est le glucose 6-phosphate (G-6-p). De Neidhardt et autres (1990:182) Fig. 4.  Si tu, cher lecteur, n'as pas vraiment compris ceci, ne pas s'inquiéter. J'ai juste voulu te montrer, tu as compliqué ceci est, et combien celui, qui a pensé le sien dehors, doit connaître la science naturelle, environ, la physique et la biochimie.

 

 

En Premier Membrane, comme survenu

 

Comment est-ce quer la première membrane est entrée dans être? Est-ce qu'il pourrait avoir l'airsen par lui-même dans la soupe chimique primordiale?

 

Prof. Siegried Scherer: "Phospholipides sont un composant principal du bio membranes. Ils sont faits de la glycérine, l'acide phosphorique et les composés de l'aliphatic de longue chaîne. À leur se sont joints avec glycérine comme éthers ou esters. Ces molécules, comme toutes les autres substances qui sont actif à la surface (tenside) ayez un hydrophobe (= eau-évitan), et un hydrophilique (= eau aimant), composant. Les molécules avec ces structure caractéristiques sont capables, venir ensemble spontanément. Par exemple, comme couches doubles, micellule, et vésicules). Comment les telles substances seraient survenir sous conditions pré biotiques, n'est pas su.

 

"Les membranes biologiquement actives, comme nous les connaissons de cellules vivantes, toujours provenez de déjà membranes existantes. Ils ne sont pas synthétisés novo du de (sur encore, de nouveau). Les biomembrane pas seul délimitez la cellule contre ses alentours. Mais il faut aussi, entre autres choses, matière du transport à travers sa membrane. La construction complexe de miroirs du biomembranes les diverses tâches des membranes cellulaires. Par exemple, mécanisme de reconnaissance, communication cellulaire cellulaire)." (1998:146).

 

Hans Kleinig est professeur pour biologie cellulaire à l'Université de Fribourg. Uwe Maier est professeur pour biologie cellulaire à la Philipps-Université Marburg, Allemagne. Ils écrivent dans leur manuel scolaire Zellbiologie (1999:73) vers la biosynthèse de membranes: "Bio membranes ne peut pas éveiller nove du de dans le cytoplasme d'une cellule. Les membrane composants, les protéines, comme lipides, sont synthétisées dans les membranes elles-mêmes habituellement: dans protocytes: Dans la plasma membrane..."

 

Le résultat

 

Les membranes biologiquement actives, comme nous les connaissons de cellules vivantes, toujours provenez de déjà membranes existantes. Ils ne sont pas synthétisés de nouveau. Comment les telles substances seraient survenir sous conditions pré biotiques, n'est pas su.

 

Nous avons maintenant regardé brièvement des cellules Gram-positifs et des cellules Gram-négatifs. La cellule Gram-positifs a un mur. La cellule Gram-négatif a une membrane. Les cellules Gram-positifs, cellules Gram-négatifs, et archée bactéries sont différentes beaucoup de l'un l'autre. Ils ne sont pas en rapport avec l'un l'autre à tout. Ils sont de même que différent de l'un l'autre, comme ils sont de plantes et animaux. Et on ne peut pas les tracer à un ancêtre commun mythique en arrière. Déjà il y a quelques 3.5 à 3.8 milliards années, approchez le commencement de l'histoire de monde, il y avait des cellules Gram-positifs et Gram-négatifs, et archaebactéries, juste même aujourd'hui.

 

Beaucoup du gênera et espèce, identifié à Warrawoona, NO Australie, vit encore aujourd'hui. Ces organismes uniloculaires étaient de même que complexe, comme ce vivant aujourd'hui. Ils n'ont pas évolué à tout dans plus hautes formes de vie. Elles sont usines chimiques complètement automatiques, avec un diamètre d'une fraction minuscule d'un millimètre. Comment faites des usines chimiques, les maisons, avec leurs murs et toits, surviennent aujourd'hui? Une maison (ou usine chimique) survient dans l'esprit d'un être humain intelligent en premier.

 

·       En premier, il a un besoin. Il peut dire à lui-même: "Je veux à lui ayez chaud et sèche où les ours et loups ne peuvent pas venir et me tuer."

·       Alors il a un souhait: "Je veux avoir une maison (ou une tente ou une caverne)."

·       Alors il fait un plan: "Ma maison sera untel grand. Il aura untel beaucoup de pièces, portes, et fenêtres. Et je le ferai avec les briques (ou pierres ou grosses bûches)."

·       Alors il utilise son plan de la construction (plan), énergie, et construire des matières, et fait la maison.

 

Les premiers trois pas qui mènent à la maison sont purement spirituels, non matériel. Un être humain intelligent, compétent comme un entrepreneur de maison, les a étudiés en premier. Même les briques dans la maison (leur forme et fonctionne), un être humain intelligent a étudié en premier. Les atomes qui composent les briques (pierres, et grosses bûches), ne sachez rien vers une maison.

 

Les matérialistes ont réclamé: Tout vient de matière. Mais une maison ne grandit pas hors des pierres ou grosses bûches du taïga sibérien, comme un arbre fait. Pourquoi pas? Parce que la matière du bâtiment de la maison ne sait rien vers la forme et fonctionner d'une maison. Quiconque vient d'un être humain intelligent qui a pensé vers ceci en premier.

 

Les atomes du mur (ou membrane) de la bactérie est à son plus bas niveau d'organisation. Ils sont seulement un moyen à une fin, comme les briques dans la maison. Une bactérie est compliquée beaucoup plus, que toute maison que l'homme a jamais construit. L'homme est capable de construire une maison (et une usine chimique). Mais il n'est pas capable, faire la cellule vivante, une usine chimique automatisée pleine. Il est compliqué aussi. Il est compliqué plus, que n'importe quoi, quel homme a jamais fait maintenant jusqu'à. Les premières cellules vivantes sur terre, il y a quelques 3.5-4 milliards années, était de même qu'a compliqué, comme ce vivant aujourd'hui.

 

La cellule contient le haut savoir-faire biochimique. Il contient des renseignements et des mathématiques. Mais la cellule elle-même n'a pas découvert ou les inventés. Les renseignements et mathématiques sont quelque chose de non matériel, spirituel. Ils ont leur source dans un monde spirituel, non matériel. Aussi la bactérie a dû être étudiée, en premier d'où et faite par quelqu'un, qui sait beaucoup plus vers science, que tout être humain, vivre maintenant sur ce monde: Le Créateur, Le Dieu de la Bible dont le nom est Jéhovah.