Gram Positive vs. Gram-negative bakterier

Mest bakterie klassificeres i to brede kategorier: Gram-positiv og Gram-negativ. Disse kategorier er baseret på deres cellevæg sammensætning og reaktion på Gramfarvetest. Gram-farvningsmetoden, udviklet af Hans Christian Gramidentificerer bakterier baseret på deres cellevæggs reaktion på visse farvestoffer og kemikalier.

Forskellene mellem Gram-positive og Gram-negative bakterier er primært relateret til deres cellevægssammensætning. Gram-positive bakterier har cellevægge, der for det meste består af et stof, der er unikt for bakterier kendt som peptidoglycaneller murein. Disse bakterier pletter lilla efter Gram-farvning. Gram-negative bakterier har cellevægge med kun et tyndt lag peptidoglycan og en ydre membran med en lipopolysaccharidkomponent, der ikke findes i Gram-positive bakterier. Gram-negative bakterier pletter rød eller lyserød efter Gram-farvning.

Cellevæggene i Gram positive bakterier adskiller sig strukturelt fra cellevæggene i Gram-negative bakterier. Den primære komponent i bakteriecellevægge er peptidoglycan.

Den Gram-positive cellevæg har flere lag peptidoglycan. De tykke lag med peptidoglycan er med til at understøtte celle membran og tilvejebringer et tilknytningssted for andre molekyler. De tykke lag giver også Gram-positive bakterier mulighed for at beholde det meste af krystalviolet farvestof under Gram-farvning, hvilket får dem til at se lilla ud. Gram-positive cellevægge indeholder også kæder af teichonsyre der strækker sig fra plasmamembranen gennem den peptidoglycan cellevæg. Disse sukkerholdige polymerer hjælper med at opretholde celleform og spiller en rolle i korrekt celledeling. Teichosyre hjælper nogle gram-positive bakterier med at inficere celler og forårsage sygdom.

Nogle gram-positive bakterier har en yderligere komponent, mykolsyre, i deres cellevægge. Mykolsyrer producerer et voksagtig ydre lag, der giver yderligere beskyttelse af mycobakterier, såsom Mycobacterium tuberculosis. Gram-positive bakterier med mykolsyre kaldes også syrehurtige bakterier, fordi de kræver en særlig farvningsmetode, kendt som syrehurt-farvning, til mikroskopobservation.

Patogene Gram-positive bakterier forårsager sygdom ved udskillelse af giftig proteiner kendt som eksotoksiner. eksotoksiner syntetiseres inden for prokaryotisk celle og frigivet i det ydre af cellen. De er specifikke for visse bakteriepletter og kan forårsage alvorlig skade på kroppen organer og væv. Nogle gramnegative bakterier producerer også eksotoksiner.

Gram positive kokker henvises til Gram-positive bakterier, der er sfærisk formet. To slægter af Gram-positive coccier bemærkede for deres rolle som menneske bakterier er Staphylococcus og Streptococcus. Staphylococcus har sfærisk form, og deres celler vises i klynger, efter at de har delt sig. Streptococcus-celler vises som lange celler af celler efter opdeling. Eksempler på Gram-positive coccier koloniserer huden omfatte Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, og Streptococcus pyogenes.

Mens alle tre er en del af det normale human mikrobiota, kan de forårsage sygdom under visse betingelser. Staphylococcus epidermidis danner tykke biofilmer og kan forårsage infektioner forbundet med implanteret medicinsk udstyr.Nogle Staphylococcus aureus-stammer, såsom methicillin-resistent Staphylococcus aureus (MRSA), er blevet resistente over for antibiotika og kan føre til udvikling af alvorlig sygdom.Streptococcus pyogenes kan forårsage strep hals, skarlagensfeber og kødspisende sygdom.

Ligesom Gram positive bakterier, Gram negativ bakteriecellevæg er sammensat af peptidoglycan. Imidlertid er peptidoglycan et enkelt tyndt lag sammenlignet med de tykke lag i Gram-positive celler. Dette tynde lag bevarer ikke det oprindelige krystalviolette farvestof, men samler den lyserøde farve på forsænket under Gram-farvning. Cellevægsstrukturen for Gram-negative bakterier er mere kompleks end for Gram-positive bakterier. Mellem plasmamembranen og det tynde peptidoglycan lag er en gellignende matrix kaldet periplasmisk rum. I modsætning til i Gram-positive bakterier, har Gram-negative bakterier en ydre membran lag, der er eksternt til peptidoglycan-cellevæggen. Membranproteiner, mureinlipoproteiner, fastgør den ydre membran til cellevæggen.

Et andet unikt træk ved Gram-negative bakterier er tilstedeværelsen af lipopolysaccharid (LPS) molekyler på den ydre membran. LPS er et stort glycolipid-kompleks, der beskytter bakterier mod skadelige stoffer i deres miljø. Det er også et bakterietoksin (endotoksin), der kan forårsage betændelse og septisk chok hos mennesker, hvis det kommer ind i blod.Der er tre komponenter i LPS: Lipid A, et kernepolysaccharid og et O-antigen. Det lipid A komponent fastgør LPS til den ydre membran. Fastgjort til lipid A er kerne polyssaccharid. Det er placeret mellem lipid A-komponenten og O-antigenet. Det O antigen komponent er knyttet til kernepolyssaccharidet og adskiller sig mellem bakteriearter. Det kan bruges til at identificere specifikke stammer af skadelige bakterier.

Gram negativ cocci henvises til Gram-negative bakterier, der er sfærisk formet. Bakterier af slægten Neisseria er eksempler på Gram-negative cocci, der forårsager sygdom hos mennesker. Neisseria meningitidis er diplococcus, hvilket betyder, at dets sfæriske celler forbliver parvis efter celledeling.Neisseriameningitidis forårsager bakteriel meningitis og kan også forårsage septikæmi og chok.

En anden diplococcus-bakterie, N. gonorrhoeae, er den patogen, der er ansvarlig for den seksuelt overførte sygdom gonoré. Moraxella catarrhalis er en Gram negativ diplococcus, der forårsager øreinfektioner hos børn, øvre luftvejsinfektioner, endokarditis og meningitis.

Gram negativ coccobacillus-bakterier har bakterieformer der er mellem sfærisk og stangformet. Bakterier af slægten Haemophilus og Acinetobacter er coccobacilli, der forårsager alvorlige infektioner. Haemophilus influenzae kan forårsage meningitis, sinusinfektioner og lungebetændelse.Acinetobacter-arter forårsager lungebetændelse og sårinfektioner.

• De fleste bakterier kan bredt klassificeres som Gram-positive eller Gram-negative.
• Gram-positive bakterier har cellevægge sammensat af tykke lag med peptidoglycan.
• Gram-positive celler pletter lilla, når de udsættes for en Gram-farvningsprocedure.
• Gram-negative bakterier har cellevægge med et tyndt lag peptidoglycan. Cellevæggen inkluderer også en ydre membran med bundet lipopolysaccharid (LPS) molekyler.
• Gram-negative bakterier pletter lyserøde, når de udsættes for en Gram-farvningsprocedure.
• Mens både Gram-positive og Gram-negative bakterier producerer eksotoksiner, producerer kun Gram-negative bakterier endotoksiner.

• Silhavy, T. J., et al. "Bakteriecellekonvolutten." Cold Spring Harbor-perspektiver inden for biologi, vol. 2, nr. 5. 2010, doi: 10.1101 / cshperspect.a000414.
• Swoboda, Jonathan G., et al. "Vægteikosyre-funktion, biosyntesen og hæmning." Chembiochem, vol. 11, nr. 1. juni 2009, s. 35–45., Doi: 10.1002 / cbic.200900557.