Buněčná stěna a cytoplasmatická membrána

Chemické složení cytoplasmatické membrány kolísá v závislosti na druhu bakterie a kultivačních podmínkách. Nejčastěji jsou zastoupeny fosfatidylglycerol a fosfatidylethanolamin, cholesterol a další steroly zcela chybí (výjimkou jsou mykoplasmata). Poměr nasycených a nenasycených mastných kyselin se mění v závislosti na kultivační teplotě tak, aby byla zachována potřebná tekutost membrány (nižší teplota – více nenasycených mastných kyselin). Lipidy cytoplasmatické membrány mají mezi glycerolem a vyššími mastnými kyselinami esterovou vazbu, tím se bakterie liší od domény Archaea, kde je tato vazba etherová.

Cytoplasmatická membrána bakterií je stavebně i funkčně asymetrická (většina membránových proteinů je na její vnitřní straně). Nikdy se netvoří de novo, ale roste jedině insercí nového materiálu do stávající membrány, což umožňuje správné uspořádání nových membránových molekul.

Hlavní funkce cytoplasmatické membrány bakterií:

• semipermeabilita – regulované a selektivní proudění látek dovnitř bakteriální buňky a jejich vylučování do vnějšího prostředí; malé molekuly (např. voda, O₂, CO₂, jednoduché cukry) membránou volně pronikají (difundují), oproti tomu větší molekuly jsou transportovány pouze pomocí specifických transportních systémů – permeas;

• osmotická bariéra – udržuje příznivý osmotický tlak uvnitř bakteriální buňky;

• transformace energie – fotosyntetizující bakterie transformují světelnou energii v energii protonového gradientu; chemotrofní bakterie získávají energii oxidací redukované látky kyslíkem či jiným akceptorem elektronů prostřednictvím respiračního řetězce vytvářejícího protonový gradient; oba tyto systémy jsou lokalizovány na membráně;

• místo lokalizace dalších enzymových systémů – na cytoplasmatické membráně jsou lokalizovány např. enzymy řídící syntézu a hydrolýzu fosfolipidů či syntézu složek buněčné stěny a pouzdrových obalů;

• separace molekul DNA – cytoplasmatická membrána hraje roli také při replikaci DNA, která je připojená k membráně v místě mesosomů; po replikaci jsou dvě nové molekuly DNA fyzicky separovány syntézou nové cytoplasmatické membrány (dělení bakterií, tvorba spor);