Gram pozitívne vs. Gram negatívne baktérie

väčšina baktérie sú rozdelené do dvoch širokých kategórií: grampozitívne a grampozitívne. Tieto kategórie sú založené na ich bunková stena zloženie a reakcia na Gramovo farbenie. Metóda farbenia podľa Grama, vyvinutá spoločnosťou Hans Christian Gram, identifikuje baktérie na základe reakcie ich bunkových stien na určité farbivá a chemikálie.

Rozdiely medzi gram-pozitívnymi a gram-negatívnymi baktériami sa primárne týkajú zloženia ich bunkových stien. Gram pozitívne baktérie majú bunkové steny zložené väčšinou z látky jedinečnej pre baktérie známe ako peptidoglycanalebo murein. Tieto baktérie sa po Gramovom farbení zafarbia na purpurovo. Gramnegatívne baktérie majú bunkové steny iba s tenkou vrstvou peptidoglykánu a vonkajšiu membránu s lipopolysacharidovou zložkou, ktorá sa nenachádza v grampozitívnych baktériách. Gram negatívne baktérie sa po Gramovom farbení sfarbia na červeno alebo ružovo.

Bunkové steny Gram pozitívne baktérie štrukturálne sa líšia od bunkových stien gramnegatívnych baktérií. Primárnou zložkou bakteriálnych bunkových stien je peptidoglykán.

Gram pozitívna bunková stena má niekoľko vrstiev peptidoglykánu. Hrubé vrstvy peptidoglykánu pomáhajú podporovať bunková membrána a poskytnúť miesto pripojenia pre ďalšie molekuly. Hrubé vrstvy tiež umožňujú grampozitívnym baktériám zadržať väčšinu farbiva kryštalickej fialovej počas farbenia Gramom, čo spôsobuje, že sa javia fialové. Gram pozitívne bunkové steny tiež obsahujú reťazce kyselina teichoová ktoré sa tiahnu od plazmatickej membrány cez peptidoglykánovú bunkovú stenu. Tieto polyméry obsahujúce cukor pomáhajú pri udržiavaní tvaru buniek a hrajú úlohu pri správnom delení buniek. Kyselina teichoová pomáha niektorým grampozitívnym baktériám infikovať bunky a spôsobiť ochorenie.

Niektoré grampozitívne baktérie majú ďalšiu zložku, kyselina mykolová, v ich bunkových stenách. Kyseliny mykolové produkujú voskovú vonkajšiu vrstvu, ktorá poskytuje ďalšiu ochranu mykobaktériám, ako je napríklad Mycobacterium tuberculosis. Grampozitívne baktérie s kyselinou mykolovou sa tiež nazývajú baktérie rýchlo pôsobiace v kyslom prostredí, pretože na mikroskopické pozorovanie vyžadujú špeciálnu metódu farbenia, ktorá je známa ako acidorezistentné farbenie.

Patogénne grampozitívne baktérie spôsobujú chorobu vylučovaním toxických látok proteíny známy ako exotoxíny. exotoxíny sú syntetizované v rámci prokaryotická bunka a uvoľnená do vonkajšej časti bunky. Sú špecifické pre určité bakteriálne škvrny a môžu spôsobiť vážne poškodenie tela orgány a tkanivá. Niektoré gramnegatívne baktérie tiež produkujú exotoxíny.

Gram pozitívne koky označujú grampozitívne baktérie, ktoré sú sféricky tvarované. Dve rody gram-pozitívnych kokov zaznamenali svoju úlohu človeka patogény sú Staphylococcus a Streptococcus. Stafylokoky sú sférického tvaru a ich bunky sa po rozdelení objavujú v zhlukoch. Bunky streptokokov sa po delení javia ako dlhé reťazce buniek. Príklady grampozitívnych kokov, ktoré kolonizovať pokožku zahrnúť Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureusa Streptococcus pyogenes.

Zatiaľ čo všetky tri sú súčasťou normálu ľudská mikrobiota, za určitých podmienok môžu spôsobiť ochorenie. Staphylococcus epidermidis tvorí silné biofilmy a môže spôsobiť infekcie spojené s implantovanými zdravotníckymi pomôckami.Niektoré kmene Staphylococcus aureus, ako napr meticilín-rezistentný Staphylococcus aureus (MRSA), stali sa rezistentnými na antibiotiká a môžu viesť k rozvoju vážnych chorôb.Streptococcus pyogenes môže spôsobiť streptokok, šarlátovú chorobu a ochorenie jesť mäso.

Rovnako ako grampozitívne baktérie, Gram negatívny bakteriálna bunková stena je zložená z peptidoglykánu. Peptidoglykán je však jedna tenká vrstva v porovnaní s hrubými vrstvami v grampozitívnych bunkách. Táto tenká vrstva nezachováva počiatočné kryštálovo fialové farbivo, ale zachytáva ružovú farbu kontrastného farbiva počas Gramovho farbenia. Štruktúra bunkovej steny gram-negatívnych baktérií je zložitejšia ako štruktúra gram-pozitívnych baktérií. Medzi plazmatickou membránou a tenkou peptidoglykánovou vrstvou sa nachádza gélová matrica nazývaná periplazmatický priestor. Na rozdiel od gram-pozitívnych baktérií majú gram-negatívne baktérie vonkajšia membrána vrstva, ktorá je zvonka steny peptidoglykánov. Membránové proteíny, mureínové lipoproteíny, pripevňujú vonkajšiu membránu na bunkovú stenu.

Ďalšou jedinečnou charakteristikou gramnegatívnych baktérií je prítomnosť lipopolysacharid (LPS) molekuly na vonkajšej membráne. LPS je veľký glykolipidový komplex, ktorý chráni baktérie pred škodlivými látkami v prostredí. Je to tiež bakteriálny toxín (endotoxín), ktorý môže spôsobiť zápal a septický šok u ľudí, ak vstúpi do krvný.Existujú tri zložky LPS: lipid A, jadrový polysacharid a O antigén. lipid A komponent pripája LPS k vonkajšej membráne. K lipidu A je pripojený jadrový polyssacharid. Je umiestnený medzi zložkou lipidu A a O antigénom. O antigén zložka je pripojená k jadru polyssacharidu a líši sa medzi bakteriálnymi druhmi. Môže sa použiť na identifikáciu špecifických kmeňov škodlivých baktérií.

Gram negatívne koky označujú gramnegatívne baktérie, ktoré sú sféricky tvarované. Baktérie rodu Neisseria sú príkladmi gramnegatívnych kokov, ktoré spôsobujú ochorenie u ľudí. Neisseria meningitidis je diplococcus, čo znamená, že jeho sférické bunky zostávajú v pároch aj po delení buniek.Neisseriameningitidis spôsobuje baktérie meningitída a môže tiež spôsobiť septikémiu a šok.

Ďalšia baktéria diplococcus, N. gonorrhoeae, je patogén zodpovedný za pohlavne prenosnú chorobu kvapavky. Moraxella catarrhalis je gram-negatívny diplococcus, ktorý spôsobuje ušné infekcie u detí, infekcie horných dýchacích ciest, endokarditídu a meningitídu.

Gram negatívny baktérie kokobacilu mať bakteriálne tvary ktoré sú medzi guľovým a tyčovým tvarom. Baktérie rodu Haemophilus a Acinetobacter sú kokobacily, ktoré spôsobujú vážne infekcie. Haemophilus influenzae môže spôsobiť meningitídu, infekcie dutín a zápal pľúc.Druhy Acinetobacter spôsobujú infekcie pľúc a rán.

• Väčšina baktérií môže byť všeobecne klasifikovaná ako grampozitívna alebo gramnegatívna.
• Grampozitívne baktérie majú bunkové steny zložené z hrubých vrstiev peptidoglykánu.
• Gram pozitívne bunky sa zafarbujú na purpurovo, keď sa podrobili postupu Gramovho farbenia.
• Gramnegatívne baktérie majú bunkové steny s tenkou vrstvou peptidoglykánu. Bunková stena tiež obsahuje vonkajšiu membránu s naviazanými molekulami lipopolysacharidu (LPS).
• Gram negatívne baktérie sfarbujú ružovú farbu, keď sa podrobia postupu Gramovo farbenie.
• Zatiaľ čo grampozitívne aj gramnegatívne baktérie produkujú exotoxíny, iba gramnegatívne baktérie produkujú endotoxíny.

• Silhavy, T. J., a kol. "Bakteriálna bunková obálka." Perspektívy studenej jari v biológii, zv. 2, č. 5, 2010, doi: 10,1101 / cshperspect.a000414.
• Swoboda, Jonathan G., a kol. „Funkcia kyseliny teichoidovej steny, biosyntéza a inhibícia.“ Chembiochem, zv. 11, č. 1. júna 2009, s. 35–45., Doi: 10 1002 / cbic.200900557.