El peptidoglicano o mureína es un polímero que consta de azúcares y aminoácidos que forma una capa de peptidoglicano similar a una malla fuera de la membrana plasmática de la mayoría de las bacterias , formando la pared celular . El componente de azúcar consta de residuos alternantes de N -acetilglucosamina (NAG) y ácido N -acetilmurámico (NAM) unidos por β-(1,4). Unido al ácido N -acetilmurámico hay una cadena peptídica de tres a cinco aminoácidos. La cadena peptídica se puede entrecruzar con la cadena peptídica de otra cadena formando la capa similar a una malla 3D.[1] El peptidoglicano cumple una función estructural en la pared celular bacteriana, brindando resistencia estructural y contrarrestando la presión osmótica del citoplasma . El peptidoglicano también está involucrado en la fisión binaria durante la reproducción de células bacterianas.
Esta unión repetitiva da como resultado una densa capa de peptidoglicano. Esta capa de peptidoglicano es crítica para mantener la forma celular y soportar altas presiones osmóticas, y es reemplazada regularmente por la producción de peptidoglicano. La hidrólisis y la síntesis de peptidoglicano son dos procesos que deben ocurrir para que las células crezcan y se multipliquen. Esta técnica se lleva a cabo en tres etapas: recorte del material actual, inserción de material nuevo y recruzamiento del material existente con material nuevo. [2]
La capa de peptidoglicano es sustancialmente más gruesa en las bacterias Gram-positivas (20 a 80 nanómetros) que en las bacterias Gram-negativas (7 a 8 nanómetros). [3] Dependiendo de las condiciones de crecimiento del pH, el peptidoglicano forma alrededor del 40 al 90 % del peso seco de la pared celular de las bacterias grampositivas, pero solo alrededor del 10 % de las cepas gramnegativas. Por lo tanto, la presencia de altos niveles de peptidoglicano es el principal determinante de la caracterización de bacterias como Gram-positivas . [4] En las cepas Gram-positivas, es importante en funciones de unión y propósitos de serotipificación . [5]Tanto para las bacterias Gram-positivas como para las Gram-negativas, las partículas de aproximadamente 2 nm pueden atravesar el peptidoglucano. [6]
Es difícil saber si un organismo es grampositivo o gramnegativo usando un microscopio; Se requiere la tinción de Gram, creada por Hans Christian Gram en 1884. Las bacterias se tiñen con varios tintes, como cristal violeta, alcohol de yodo y safranina, utilizando el procedimiento de tinción de Gram. Las células Gram positivas son de color púrpura después de la tinción, mientras que las células Gram negativas son rojas. [7]
Schleifer y Kandler han descrito los tipos de peptidoglicanos de las paredes celulares bacterianas y sus implicaciones taxonómicas . [8] Las arqueas no contienen peptidoglicano (mureína). [9] [8] Algunas Archea contienen pseudopeptidoglicano (pseudoureína). [10]
La capa de peptidoglicano en la pared celular bacteriana es una estructura de red cristalina formada por cadenas lineales de dos aminoazúcares alternos , a saber, N -acetilglucosamina (GlcNAc o NAGA) y ácido N -acetilmurámico (MurNAc o NAMA). Los azúcares alternos están conectados por un enlace glucosídico β-(1,4) . Cada MurNAc está unido a una cadena de aminoácidos corta (de 4 a 5 residuos) que contiene L -alanina , ácido D -glutámico , ácido meso -diaminopimélico y D -alanina en el caso de Escherichia coli(una bacteria Gram-negativa) o L - alanina , D -glutamina , L -lisina y D - alanina con un puente de 5 - glicina entre tetrapéptidos en el caso de Staphylococcus aureus (una bacteria Gram-positiva). El peptidoglicano es una de las fuentes más importantes de D-aminoácidos en la naturaleza.