Gram Positiivinen vs. Gram-negatiiviset bakteerit

Useimmat bakteerit luokitellaan kahteen laajaan luokkaan: gram-positiivinen ja gram-negatiivinen. Nämä luokat perustuvat heidän luokkaansa soluseinän koostumus ja reaktio Gram -koe. Gram - värjäysmenetelmä, jonka on kehittänyt Hans Christian Gram, tunnistaa bakteerit sen perusteella, että niiden soluseinät reagoivat tiettyihin väriaineisiin ja kemikaaleihin.

Gram-positiivisten ja gramnegatiivisten bakteerien väliset erot liittyvät ensisijaisesti niiden soluseinämän koostumukseen. Gram-positiivisilla bakteereilla on soluseinät, jotka koostuvat pääasiassa ainetta, joka on ainutlaatuinen bakteereille, jotka tunnetaan nimellä peptidoglykaanisynteesintai murein. Nämä bakteerit värjäävät purppuraisena gram-värjäyksen jälkeen. Gramnegatiivisilla bakteereilla on soluseinät, joissa on vain ohut kerros peptidoglykaania, ja ulkomembraani, jossa on lipopolysakkaridikomponentti, jota ei löydy gram-positiivisissa bakteereissa. Gramnegatiiviset bakteerit värjäävät punaisiksi tai vaaleanpunaisiksi Gram-värjäyksen jälkeen.

Solun seinämät Gram-positiiviset bakteerit eroavat rakenteellisesti gramnegatiivisten bakteerien soluseinämistä. Bakteerisoluseinien pääkomponentti on peptidoglykaani. peptidoglykaanisynteesin on makromolekyyli, joka koostuu sokereista ja aminohappoja jotka on koottu rakenteellisesti kuin kudottu materiaali. Aminosokerikomponentti koostuu vuorottelevista molekyyleistä N-asetyyliglukosamiini (NAG) ja N-asetyylimuraamihappo (NAM). Nämä molekyylit silloitetaan toisiinsa lyhyillä peptideillä, jotka auttavat antamaan peptidoglykaanin lujuuden ja rakenteen. Peptidoglykaani suojaa bakteereja ja määrittelee niiden muodon.

Gram-positiivisessa soluseinämässä on useita peptidoglykaanikerroksia. Paksut peptidoglykaanikerrokset auttavat tukemaan solukalvo ja tarjota kiinnittymispaikka muille molekyyleille. Paksut kerrokset mahdollistavat myös grampositiivisten bakteerien säilyttämisen suurimman osan kristalli violetista väriaineesta gram-värjäytymisen aikana aiheuttaen niiden näyttämisen purppuraisena. Gram-positiiviset soluseinät sisältävät myös teichoic happo jotka ulottuvat plasmamembraanista peptidoglykaanisoluseinämän läpi. Nämä sokeripitoiset polymeerit auttavat ylläpitämään solun muotoa ja vaikuttavat solujen asianmukaiseen jakautumiseen. Teichoic acid auttaa jotkut gram-positiiviset bakteerit tartuttamaan soluja ja aiheuttamaan sairauksia.

Joillakin gram-positiivisilla bakteereilla on lisäkomponentti, mykolihappo, heidän soluseinämissä. Mykolihapot tuottavat vahamaisen ulkokerroksen, joka tarjoaa lisäsuojaa mykobakteereille, kuten Mycobacterium tuberculosis. Gram-positiivisia bakteereja, joissa on mykolihappoa, kutsutaan myös haponkestäviksi bakteereiksi, koska ne vaativat erityisen värjäysmenetelmän, joka tunnetaan haponkestävänä värjäyksenä mikroskoopin havaitsemiseen.

Patogeeniset gram-positiiviset bakteerit aiheuttavat tautia myrkyllisten erittyessä proteiineja tunnetaan eksotoksiineina. exotoxins syntetisoidaan prokaryoottinen solu ja vapautettiin solun ulkopuolelle. Ne ovat spesifisiä tietyille bakteeritahroille ja voivat aiheuttaa vakavia vaurioita keholle elimet ja kudokset. Jotkut gramnegatiiviset bakteerit tuottavat myös eksotoksiineja.

Gram-positiiviset kokit viittaavat gram-positiivisiin bakteereihin, jotka ovat pallomaisia. Kaksi sukua gram-positiivisia kokkeja havaittiin roolistaan ​​ihmisenä taudinaiheuttajia olemme stafylokokki ja Streptococcus. Stafylokokki on pallomainen ja sen solut ilmestyvät klustereihin jakautumisen jälkeen. Streptococcus-solut näkyvät pitkinä soluketjuina jaon jälkeen. Esimerkkejä gram-positiivisista cockeista, jotka kolonisoida iho sisältää Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureusja Streptococcus pyogenes.

Vaikka kaikki kolme ovat osa normaalia ihmisen mikrobiota, ne voivat aiheuttaa sairauksia tietyissä olosuhteissa. Staphylococcus epidermidis muodostaa paksuja biofilmejä ja voi aiheuttaa infektioita, jotka liittyvät istutettuihin lääkinnällisiin laitteisiin.Joitakin Staphylococcus aureus -kantoja, kuten metisilliiniresistentti Staphylococcus aureus (MRSA), ovat tullut resistenttejä antibiooteille ja voivat johtaa vakavan sairauden kehittymiseen.Streptococcus pyogenes voi aiheuttaa STREP kurkun, scarlet kuumetta ja lihaa syövän sairauden.

Kuten gram-positiiviset bakteerit, Gram-negatiivinen bakteerisoluseinä koostuu peptidoglykaanista. Peptidoglykaani on kuitenkin yksi ohut kerros verrattuna grampositiivisten solujen paksuihin kerroksiin. Tämä ohut kerros ei pidä alkuperäistä kristalliviolettiväriainetta, vaan värjää maalatun maalin vaaleanpunaisen värin Gram-värjäytyksen aikana. Gramnegatiivisten bakteerien soluseinämärakenne on monimutkaisempi kuin gram-positiivisten bakteerien. Plasmakalvon ja ohuen peptidoglykaanikerroksen välissä on geelimäinen matriisi, jota kutsutaan periplasmaiseksi tilaksi. Toisin kuin gram-positiivisissa bakteereissa, gram-negatiivisilla bakteereilla on ulkokalvo kerros, joka on peptidoglykaanisoluseinämän ulkopuolella. Kalvoproteiinit, mureiinin lipoproteiinit, kiinnittävät ulkomembraanin soluseinään.

Toinen gram-negatiivisten bakteerien ainutlaatuinen ominaisuus on lipopolysakkaridi (LPS) molekyylit ulkokalvolla. LPS on suuri glykolipidikompleksi, joka suojaa bakteereja ympäristössä olevista haitallisista aineista. Se on myös bakteeritoksiini (endotoksiini), joka voi aiheuttaa tulehduksia ja septisen sokin ihmisille, jos se pääsee veri.LPS: ssä on kolme komponenttia: lipidi A, ydinpolysakkaridi ja O-antigeeni. lipidi A komponentti kiinnittää LPS: n ulkomembraaniin. Lipidiin A on kiinnitetty ydinpolysakkaridi. Se sijaitsee lipidi A -komponentin ja O-antigeenin välissä. O antigeeni komponentti on kiinnittynyt ydinpolysakkaridiin ja eroaa bakteerien välillä. Sitä voidaan käyttää tiettyjen haitallisten bakteerikantojen tunnistamiseen.

Gramnegatiiviset kokit viittaavat gram-negatiivisiin bakteereihin, jotka ovat pallomaisia. Neisseria-suvun bakteerit ovat esimerkkejä gramnegatiivisista kokkeista, jotka aiheuttavat ihmisille tauteja. Neisseria meningitidis on diplokokki, tarkoittaen, että sen pallomaiset solut pysyvät pareittain solunjaon jälkeen.Neisseriameningitidiksen aiheuttaa bakteeri aivokalvontulehdus ja voi myös aiheuttaa septikemiaa ja sokkia.

Toinen diplococcus-bakteeri, N. gonorrhoeae, on sukupuoliteitse tarttuvan taudin gonorean aiheuttaja. Moraxella catarrhalis on gram-negatiivinen diplokokki, joka aiheuttaa lasten korvainfektioita, ylähengitysteiden infektioita, endokardiitti ja aivokalvontulehdus.

Gram-negatiivinen coccobacillus-bakteerit omistaa bakteerimuodot jotka ovat pallomaisten ja sauvan muotoisten välissä. Suvun Haemophilus ja Acinetobacter bakteerit ovat kokosbacillit, jotka aiheuttavat vakavia infektioita. Haemophilus influenzae voi aiheuttaa aivokalvontulehdusta, sinus-infektioita ja keuhkokuumetta.Acinetobacter-lajit aiheuttavat keuhkokuumeen ja haavainfektioita.

• Useimmat bakteerit voidaan luokitella yleisesti gram-positiivisiksi tai gram-negatiivisiksi.
• Gram-positiivisilla bakteereilla on soluseinät, jotka koostuvat paksuista peptidoglykaanikerroksista.
• Gram-positiiviset solut värjäävät purppuranpunaisina, kun niille suoritetaan gram-värjäysmenettely.
• Gramnegatiivisilla bakteereilla on soluseinät, joissa on ohut kerros peptidoglykaania. Soluseinä sisältää myös ulkomembraanin, johon on kiinnitetty lipopolysakkaridi- (LPS) molekyylejä.
• Gramnegatiiviset bakteerit värjäävät vaaleanpunaisiksi, kun niille suoritetaan Gram-värjäysmenettely.
• Vaikka sekä gram-positiiviset että gramnegatiiviset bakteerit tuottavat eksotoksiineja, vain gram-negatiiviset bakteerit tuottavat endotoksiineja.

• Silhavy, T. J., et ai. "Bakteerisolujen kirjekuori." Cold Spring Harbor -perspektiivit biologiassa, voi. 2, ei. 5, 2010, doi: 10.1101 / cshperspect.a000414.
• Swoboda, Jonathan G., et ai. "Seinätehohappofunktio, biosynteesi ja inhibitio." ChemBioChem, voi. 11, ei. 1, kesäkuu 2009, s. 35–45., Doi: 10.1002 / cbic 200900557.