Gram Positive vs. Грам отрицателни бактерии

най-много бактерии се класифицират в две широки категории: грам положителен и грам отрицателен. Тези категории се основават на техните клетъчна стена състав и реакция към Тест за оцветяване по грам. Методът за оцветяване по Грам, разработен от Ханс Кристиан Грам, идентифицира бактериите въз основа на реакцията на техните клетъчни стени на определени багрила и химикали.

Разликите между грам-положителните и грамотрицателните бактерии са свързани основно с състава на тяхната клетъчна стена. Грамположителните бактерии имат клетъчни стени, съставени предимно от вещество, уникално за бактерии, известни като пептидогликанили муреин. Тези бактерии оцветяват лилаво след оцветяване по Грам. Грам-отрицателните бактерии имат клетъчни стени само с тънък слой пептидогликан и външна мембрана с липополизахариден компонент, който не се намира в Грам положителните бактерии. Грам-отрицателните бактерии оцветяват червено или розово след оцветяване по Грам.

Клетъчните стени на Грам положителни бактерии

Грам положителната клетъчна стена има няколко слоя пептидогликан. Дебелите слоеве на пептидогликан помагат да се поддържат клетъчната мембрана и осигуряват място за свързване на други молекули. Дебелите слоеве също позволяват на грам-положителните бактерии да задържат по-голямата част от кристално виолетовото багрило по време на оцветяване по Грам, което води до появата им в лилаво. Грам положителните клетъчни стени също съдържат вериги от теихоева киселина които се простират от плазмената мембрана през пептидогликановата клетъчна стена. Тези съдържащи захар полимери подпомагат поддържането на формата на клетките и играят роля за правилното клетъчно деление. Тейхоевата киселина помага на някои грамположителни бактерии да заразят клетките и да причинят заболяване.

Някои грамположителни бактерии имат допълнителен компонент, миколова киселина, в техните клетъчни стени. Миколовите киселини произвеждат восъчен външен слой, който осигурява допълнителна защита на микобактериите, като Mycobacterium tuberculosis. Грам-положителните бактерии с миколова киселина се наричат ​​също киселинно-бързи бактерии, тъй като за наблюдение с микроскоп се нуждаят от специален метод за оцветяване, известен като киселинно бързо оцветяване.

Патогенните Грам позитивни бактерии причиняват заболяване чрез отделянето на токсични вещества протеини известни като екзотоксини. екотоксини се синтезират в рамките на прокариотна клетка и се освобождава във външната част на клетката. Те са специфични за определени бактериални петна и могат да причинят сериозни щети на тялото органи и тъкани. Някои Грам-отрицателни бактерии също произвеждат екзотоксини.

Грам положителни коки се отнасят до грам положителни бактерии, които са сферично оформени. Два рода на Грам положителни коки отбелязаха за ролята си на човек патогени сте стафилокок и стрептокок. Стафилококите са сферични по форма и клетките им се появяват на клъстери, след като се разделят. Клетките на стрептококи се появяват като дълги вериги от клетки след разделяне. Примери за грам положителни коки, които колонизират кожата включва Staphylococcus epidermidis, Стафилококус ауреус, и Streptococcus pyogenes.

Докато и трите са част от нормалното човешка микробиота, те могат да причинят заболяване при определени условия. Staphylococcus epidermidis образуват плътни биофилми и могат да причинят инфекции, свързани с имплантирани медицински изделия.Някои щамове на Staphylococcus aureus, като например устойчив на метицилин стафилококус ауреус (MRSA), са станали резистентни към антибиотици и могат да доведат до развитие на сериозно заболяване.Streptococcus pyogenes може да причини стрептокок в гърлото, скарлатина и заболяване, хранещо се с плът.

Подобно на грам положителните бактерии, Грама отрицателен бактериалната клетъчна стена е съставена от пептидогликан. Въпреки това, пептидогликанът е единичен тънък слой в сравнение с дебелите слоеве в грам положителните клетки. Този тънък слой не задържа първоначалното кристално виолетово багрило, но прибира розовия цвят на контраста по време на оцветяване по Грам. Структурата на клетъчната стена на Грам-отрицателните бактерии е по-сложна от тази на Грам-положителните бактерии. Разположен между плазмената мембрана и тънкия пептидогликанов слой е гелообразна матрица, наречена периплазмено пространство. За разлика от Грам положителните бактерии, Грам отрицателните бактерии имат ан външна мембрана слой, който е външен за клетъчната стена на пептидогликана. Мембранните протеини, липопротеините на муреин, прикрепят външната мембрана към клетъчната стена.

Друга уникална характеристика на Грам отрицателните бактерии е наличието на липополизахарид (LPS) молекули върху външната мембрана. LPS е голям гликолипиден комплекс, който предпазва бактериите от вредни вещества в околната им среда. Той също е бактериален токсин (ендотоксин), който може да причини възпаление и септичен шок при хората, ако попадне в кръв.Има три компонента на LPS: Липид А, основен полизахарид и O антиген. Най- липид А компонент закрепва LPS към външната мембрана. Прикрепен към липида А е основен полисахарид. Разположен е между липидния компонент А и O антигена. Най- O антиген компонент е прикрепен към основния полисахарид и се различава между бактериалните видове. Може да се използва за идентифициране на специфични щамове на вредни бактерии.

Грам отрицателни коки се отнасят до грам отрицателни бактерии, които са сферично оформени. Бактериите от рода Neisseria са примери за грамотрицателни коки, които причиняват заболяване при хората. Neisseria meningitidis е диплокок, което означава, че сферичните му клетки остават по двойки след клетъчното делене.Neisseriameningitidis причинява бактериални менингит и също може да причини септицемия и шок.

Друга бактерия диплокок, Н. гонорея, е патогенът, отговорен за гонореята, предавана по полов път. Moraxella catarrhalis е грамо отрицателен диплокок, който причинява ушни инфекции при деца, инфекции на горната дихателна система, ендокардит и менингит.

Грама отрицателен coccobacillus бактерии имам бактериални форми които са между сферични и пръчковидни. Бактериите от рода Haemophilus и Acinetobacter са кокобацили, които причиняват сериозни инфекции. Хемофилус инфлуенца може да причини менингит, инфекции на синусите и пневмония.Ацинетобактерните видове причиняват пневмония и инфекции на рани.

• Повечето бактерии могат да бъдат класифицирани като Gram положителни или Gram отрицателни.
• Грамположителните бактерии имат клетъчни стени, съставени от дебели слоеве пептидогликан.
• Грам положителните клетки оцветяват лилаво, когато са подложени на процедура по оцветяване по Грам.
• Грам-отрицателните бактерии имат клетъчни стени с тънък слой пептидогликан. Клетъчната стена включва също външна мембрана с прикрепени молекули липополизахарид (LPS).
• Грам-отрицателните бактерии оцветяват розово, когато са подложени на процедура по оцветяване по Грам.
• Докато както Грам-положителните, така и Грам-отрицателните бактерии произвеждат екзотоксини, само Грам-отрицателните бактерии произвеждат ендотоксини.

• Силхави, Т. J., et al. "Бактериалната клетъчна обвивка." Перспективи в биологията на студената пролет, кн. 2, бр. 5, 2010, doi: 10.1101 / cshperspect.a000414.
• Swoboda, Jonathan G. et al. "Функция, биосинтеза и инхибиране на стеновата тейхоена киселина." ChemBioChem, кн. 11, бр. 1, юни 2009 г., стр. 35–45., Doi: 10.1002 / cbic.200900557.