Protoplastii bacterieni

Protoplastii bacterieni

Protoplastul este structura organizata a componentelor celulare care ramane dupa indepartarea peretelui celular si care, pastrandu-si viabilitatea realizeaza procese metabolice, biosinteze si transfer de energie (fig. 14).

Protoplastii bacterieni au fost obtinuti experimental in l952 de catre Salton. El a evidentiat ca peretele celular de Micrococcus lysodeikticus s-a digerat sub actiunea lizozimului.

Fig. 14. Imaginea electrono-optica a celulelor de Bacillus subtilis. a. In regiunea centrala s-a initiat formarea septului de diviziune. b. Un stadiu intermediar al degradarii peretelui sub actiuna lizozimului si retractia protoplastului. c. Protoplastul (original).

Cea mai folosita metoda de obtinere a protoplastilor este digestia enzimatica cu lizozim, a peretelui bacteriilor Gram pozitive. Lizozimul, care se gaseste in lacrimi, saliva, albusul de ou, ataca mureina (peptidoglicanul) prin hidroliza legaturilor β l-4 ale lanturilor polizaharidice. Rezulta un dizaharid format din N-acetilglucozamina si N-acetilmuramic, la care raman atasate catenele peptidice.

Protoplastul este foarte sensibil la liza osmotica. Citoplasma celulei bacteriene este o solutie mai concentrata (l0 mM) decat a mediului de suspensie. Apa trece din compartimentul cu concentratie mica, in cel cu concentratie crescuta, printr-un proces denumit osmoza. Intr-un mediu neprotejat osmotic, apa patrunde in protoplast si se produce plasmoliza.

Intr-un mediu protejat osmotic, protoplastii celulelor Gram pozitive isi pastreaza integritatea structurala, capacitatea respiratorie, de biosinteza, de crestere si diviziune si chiar de replicare a fagului, daca infectia s-a facut inainte de indepartarea peretelui.

Mediul de protectie osmotica (de protoplastizare) trebuie sa contina o concentratie mare a unor substante pentru care membrana celulara este impermeabila (solutie de sucroza 0,3 M). Daca mediul de suspensie este hipertonic, protoplastul pierde apa si colapseaza, proces denumit plasmoptiza.

In conditii speciale de mediu, protoplastul isi regenereaza peretele si revine la forma originala a celulei, proces denumit reversie. Regenerarea este sigura daca protoplastul mai pastreaza un rest de perete, care va functiona ca primer al resintezei structurii parietale.

Tratamentul cu lizozim nu este eficient pentru conversia bacteriilor Gram negative la protoplasti, datorita membranei externe care impiedica accesul enzimei la peptidoglican. Pentru cresterea eficientei actiunii enzimatice, celulele se trateaza cu EDTA, care dimueaza concentratia ionilor de Mg. Se formeaza sferoplasti (celule sferice inconjurate partial sau total de membrana externa).