E. coli es una bacteria Gram-negativa, por lo que (al igual que otras bacterias Gram-negativas) tiene una membrana externa asimétrica, un espacio llamado periplasma, una membrana interna y el citoplasma. Dependiendo de la cepa particular de E. coli , la célula también puede estar rodeada por una cápsula de polisacárido.
La membrana externa, como mencioné, es asimétrica: el lado que mira hacia afuera está hecho de lipopolisacárido, que de nuevo variará según la cepa de E. coli de la que estamos hablando. La cápsula y el lipopolisacárido pueden ser determinantes antigénicos importantes, ya que están tan expuestos a la superficie y potencialmente en contacto con el sistema inmune. Las proteínas que se encuentran en la membrana externa tienden a ser proteínas de tipo barril beta e incluyen una clase de proteínas generalmente conocidas como porinas. La membrana externa representa una importante barrera de difusión, lo que limita lo que puede entrar en la célula: el límite de tamaño general para las cosas que pueden pasar a través de las porinas es de ~ 600 kDa.
El periplasma contiene una capa de peptidoglicano y varias proteínas, que pueden incluir chaperonas, proteínas de unión al sustrato que intervienen en la absorción de nutrientes, etc. Aquí se produce una gran cantidad de biología fascinante, pero es un tipo de entorno muy diferente: existe sin ATP, o NADH u otros productos normalmente asociados con el metabolismo.
La membrana interna es simétrica (ambos lados de la bicapa están hechos de fosfolípidos) y la mayoría de las proteínas de esta membrana tienen estructura alfa-helicoidal, en contraste con los barriles beta de la membrana externa. Todo lo que sale del citoplasma debe pasar a través de esta membrana, por lo que encontrará una serie de proteínas involucradas en el transporte y la secreción, y también componentes de la cadena de transporte de electrones, etc.
El interior de la célula, el citoplasma, está organizado, pero esta organización todavía es bastante poco conocida. El citoplasma contiene el ADN, todas las partes de la maquinaria necesarias para la transcripción y la traducción, las enzimas involucradas en el metabolismo central y secundario y, por supuesto, muchas otras proteínas, ARN, etc. En general, el ADN está muy compactado, y se cree que las áreas más transcritas están en el exterior y son más accesibles. Dado que la transcripción y la traducción generalmente están acopladas, los ribosomas que se traducen activamente también se encontrarán generalmente en esta parte del citoplasma. Dado que las bacterias como E. coli son tan pequeñas, nuestra capacidad para estudiar la organización del citoplasma ha sido extremadamente limitada hasta hace muy poco tiempo, por lo que todavía no se comprende muy bien.
Puede encontrar un esquema general para la organización de una célula Gram-negativa aquí en Wikipedia: bacterias Gram-negativas o simplemente revisando las imágenes de Google.
