Грамположительный против Грамотрицательные бактерии

Наиболее бактерии делятся на две широкие категории: грамположительные и грамотрицательные. Эти категории основаны на их клеточная стенка состав и реакция на Грамм пятно тест. Метод окрашивания по Граму, разработанный Ганс Кристиан Грам, идентифицирует бактерии на основе реакции их клеточных стенок на определенные красители и химические вещества.

Различия между грамположительными и грамотрицательными бактериями в первую очередь связаны с их составом клеточной стенки. У грамположительных бактерий клеточные стенки состоят в основном из вещества, уникального для бактерий, известного как пептидогликанаили мурейн. Эти бактерии окрашиваются в пурпурный цвет после окрашивания по Граму. Грамотрицательные бактерии имеют клеточные стенки с тонким слоем пептидогликана и наружную мембрану с липополисахаридным компонентом, который не обнаружен у грамположительных бактерий. После окрашивания по Граму грамотрицательные бактерии окрашиваются в красный или розовый цвет.

Клеточные стенки

Грамположительная клеточная стенка имеет несколько слоев пептидогликана. Толстые слои пептидогликана помогают поддерживать клеточная мембрана и обеспечить место прикрепления для других молекул. Толстые слои также позволяют грамположительным бактериям сохранять большую часть кристаллического фиолетового красителя во время окрашивания по Граму, заставляя их выглядеть фиолетовыми. Грамположительные клеточные стенки также содержат цепи тейхоевая кислота которые простираются от плазматической мембраны через клеточную стенку пептидогликана. Эти сахаросодержащие полимеры помогают поддерживать форму клеток и играют роль в правильном делении клеток. Тейхоевая кислота помогает некоторым грамположительным бактериям поражать клетки и вызывать заболевания.

Некоторые грамположительные бактерии имеют дополнительный компонент, миколиновая кислотав их клеточных стенках. Миколевые кислоты образуют восковой наружный слой, который обеспечивает дополнительную защиту для микобактерий, таких как Mycobacterium tuberculosis. Грамположительные бактерии с миколиновой кислотой также называют кислотоустойчивыми бактериями, потому что они требуют специального метода окрашивания, известного как кислотостойкое окрашивание, для наблюдения под микроскопом.

Патогенные грамположительные бактерии вызывают заболевания, выделяя токсичные вещества. белки известный как экзотоксины. Экзотоксины синтезируются в рамках прокариотическая клетка и выпущен во внешнюю часть камеры. Они специфичны для определенных бактериальных пятен и могут нанести серьезный вред организму органы и ткани. Некоторые грамотрицательные бактерии также производят экзотоксины.

Грамположительные кокки относятся к грамположительным бактериям сферической формы. Два рода грамположительных кокков известны своей ролью человека патогены находятся стафилококк и стрептококк. Стафилококки имеют сферическую форму, и их клетки появляются в кластерах после того, как они делятся. Клетки стрептококка появляются как длинные цепочки клеток после деления. Примеры грамположительных кокков, которые колонизировать кожу включают Стафилококк эпидермидис, Золотистый стафилококк, и Streptococcus pyogenes.

Хотя все три являются частью нормального микробиота человека, они могут вызвать заболевание при определенных условиях. Staphylococcus epidermidis образуют толстые биопленки и могут вызывать инфекции, связанные с имплантированными медицинскими устройствами.Некоторые штаммы золотистого стафилококка, такие как Метициллин-резистентный золотистый стафилококк (MRSA), стали устойчивыми к антибиотикам и могут привести к развитию серьезных заболеваний.Streptococcus pyogenes может вызывать острый фарингит, скарлатину и мясоедство.

Как грамположительные бактерии, Грамотрицательный клеточная стенка бактерии состоит из пептидогликана. Однако пептидогликан представляет собой один тонкий слой по сравнению с толстыми слоями в грамположительных клетках. Этот тонкий слой не сохраняет первоначальный кристаллический фиолетовый краситель, но улавливает розовый цвет контрастной краски во время окрашивания по Граму. Структура клеточной стенки грамотрицательных бактерий является более сложной, чем у грамположительных бактерий. Между плазматической мембраной и тонким слоем пептидогликана находится гелеобразная матрица, называемая периплазматическим пространством. В отличие от грамположительных бактерий, грамотрицательные бактерии имеют внешняя мембрана слой, который является внешним по отношению к клеточной стенке пептидогликана. Мембранные белки, липопротеины муреина, прикрепляют наружную мембрану к клеточной стенке.

Еще одной уникальной характеристикой грамотрицательных бактерий является наличие липополисахарид (ЛПС) молекулы на внешней мембране. ЛПС является крупным гликолипидным комплексом, который защищает бактерии от вредных веществ в окружающей среде. Это также бактериальный токсин (эндотоксин), который может вызвать воспаление и септический шок у людей, если он попадает в организм человека. кровь.Существует три компонента LPS: липид A, основной полисахарид и O-антиген. липид А компонент прикрепляет LPS к внешней мембране. Прикрепленный к липиду А является основной полисахарид. Он расположен между компонентом липида А и антигеном О. О антиген Компонент прикреплен к ядру полисахарида и отличается у разных видов бактерий. Он может быть использован для выявления конкретных штаммов вредных бактерий.

Грамотрицательные кокки относятся к грамотрицательным бактериям сферической формы. Бактерии рода Neisseria являются примерами грамотрицательных кокков, вызывающих заболевания у людей. Neisseria meningitidis является диплококком, что означает, что его сферические клетки остаются парами после клеточного деления.Neisseriaменингита вызывает бактериальный менингит и может также вызвать сепсис и шок.

Еще одна диплококковая бактерия, Н. гонореи, является возбудителем, ответственным за гонорею венерического заболевания. Moraxella catarrhalis является грамположительным диплококком, вызывающим ушные инфекции у детей, инфекции верхних дыхательных путей, эндокардит и менингит.

Грамотрицательный бактерии коккобацилл иметь бактериальные формы которые находятся между сферической и стержневой формы. Бактерии рода Haemophilus и Acinetobacter являются коккобациллами, которые вызывают серьезные инфекции. Haemophilus influenzae может вызвать менингит, синусовые инфекции и пневмонию.Виды Acinetobacter вызывают пневмонию и раневые инфекции.

• Большинство бактерий можно широко классифицировать как грамположительные или грамотрицательные.
• У грамположительных бактерий клеточные стенки состоят из толстых слоев пептидогликана.
• Грамположительные клетки окрашиваются в пурпурный цвет при проведении процедуры окрашивания по Граму.
• Грамотрицательные бактерии имеют клеточные стенки с тонким слоем пептидогликана. Клеточная стенка также включает внешнюю мембрану с прикрепленными молекулами липополисахарида (LPS).
• Грамотрицательные бактерии окрашиваются в розовый цвет при проведении процедуры окрашивания по Граму.
• В то время как грамположительные и грамотрицательные бактерии продуцируют экзотоксины, только грамотрицательные бактерии продуцируют эндотоксины.

• Сильхави, Т. J., et al. «Бактериальная клеточная оболочка». Перспективы Колд Спринг Харбор в биологиитом 2, нет 5, 2010, doi: 10.1101 / cshperspect.a000414.
• Swoboda, Jonathan G., et al. «Стенная функция тейхоевой кислоты, биосинтез и ингибирование». ChemBioChemтом 11, нет. 1 июня 2009 г., стр. 35–45., Doi: 10.1002 / cbic.200900557.