Gram pozitīvs vs. Gram negatīvas baktērijas

Lielākā daļa baktērijas tiek iedalīti divās plašās kategorijās: grampozitīvi un gramnegatīvi. Šīs kategorijas ir balstītas uz to šūnapvalki sastāvs un reakcija uz Gram traipu pārbaude. Gram krāsošanas metode, ko izstrādājusi Hanss Kristians Grams, identificē baktērijas, pamatojoties uz to šūnu sieniņu reakciju uz noteiktām krāsvielām un ķīmiskām vielām.

Atšķirības starp grampozitīvām un gramnegatīvām baktērijām galvenokārt ir saistītas ar to šūnu sienas sastāvu. Grampozitīvām baktērijām ir šūnu sienas, kuras galvenokārt sastāv no vielas, kas raksturīga tikai baktērijām, kuras sauc par peptidoglikāns, vai murein. Pēc baktēriju krāsošanas šīs baktērijas iekrāsojas purpursarkanā krāsā. Gramnegatīvām baktērijām ir šūnu sienas, kurās ir tikai plāns peptidoglikāna slānis, un ārējā membrāna ar lipopolisaharīdu sastāvdaļu, kas nav atrodama grampozitīvajās baktērijās. Gram negatīvās baktērijas pēc Gram krāsošanas iekrāsojas sarkanā vai rozā krāsā.

Šūnu sienas Grampozitīvas baktērijas

Grampozitīvajā šūnu sienā ir vairāki peptidoglikāna slāņi. Biezi peptidoglikāna slāņi palīdz atbalstīt šūnu membrānu un nodrošina piestiprināšanas vietu citām molekulām. Biezie slāņi arī ļauj grampozitīvajām baktērijām Gram krāsošanas laikā saglabāt lielāko daļu kristālvioleto krāsu, izraisot to izskatu purpursarkanu. Grampozitīvās šūnu sienas satur arī teichoic skābe kas stiepjas no plazmas membrānas caur peptidoglikāna šūnu sienu. Šie cukuru saturošie polimēri palīdz saglabāt šūnu formu un spēlē pareizu šūnu dalījumu. Teichoic skābe palīdz dažām grampozitīvām baktērijām inficēt šūnas un izraisīt slimības.

Dažām grampozitīvām baktērijām ir papildu komponents, mikolskābe, viņu kameru sienās. Mikolskābes rada vaskainu ārējo slāni, kas nodrošina papildu aizsardzību mikobaktērijām, piemēram, Mycobacterium tuberculosis. Grampozitīvas baktērijas ar mikolskābi sauc arī par ātri skābām baktērijām, jo ​​tām mikroskopā novērošanai ir nepieciešama īpaša krāsošanas metode, kas pazīstama kā skābes ātri krāsošana.

Patogēnas grampozitīvas baktērijas izraisa slimības, izdalot toksiskas vielas olbaltumvielas pazīstams kā eksotoksīni. Eksotoksīni tiek sintezēti prokariotu šūna un izdalās šūnas ārpuses. Tie ir raksturīgi noteiktiem baktēriju traipiem un var nopietni kaitēt ķermenim orgāni un audi. Dažas gramnegatīvas baktērijas ražo arī eksotoksīnus.

Grampozitīvie kokči attiecas uz grampozitīvām baktērijām, kuras ir sfēriskas formas. Divas grampozitīvu kokļu ģintis atzīmētas par viņu lomu cilvēkā patogēni ir Stafilokoku un Streptokoku. Stafilokoks ir sfēriskas formas, un to šūnas parādās kopās pēc sadalīšanas. Streptokoka šūnas pēc dalīšanas parādās kā garas šūnu ķēdes. Grampozitīvu cocci piemēri kolonizēt ādu iekļaut Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, un Streptococcus pyogenes.

Kaut arī visi trīs ir daļa no normālā stāvokļa cilvēka mikrobiota, noteiktos apstākļos tie var izraisīt slimības. Staphylococcus epidermidis veido biezas bioplēves un var izraisīt infekcijas, kas saistītas ar implantētām medicīnas ierīcēm.Daži Staphylococcus aureus celmi, piemēram, pret meticilīnu izturīgs Staphylococcus aureus (MRSA), ir kļuvuši izturīgi pret antibiotikām un var izraisīt nopietnas slimības attīstību.Streptococcus pyogenes var izraisīt STREP rīkles, skarlatīnu un miesas ēšanas slimības.

Tāpat kā grampozitīvas baktērijas, Gramnegatīvs baktēriju šūnu siena sastāv no peptidoglikāna. Tomēr peptidoglikāns ir viens plāns slānis, salīdzinot ar bieziem grampozitīvu šūnu slāņiem. Šis plānais slānis neuztur sākotnējo kristālvioleto krāsu, bet Gram krāsošanas laikā iegūst sarkanās krāsas toņu rozā krāsu. Gramnegatīvo baktēriju šūnu sienas struktūra ir sarežģītāka nekā grampozitīvām baktērijām. Atrodas starp plazmas membrānu un plānu peptidoglikāna slāni, ir želejveida matrica, ko sauc par periplasmisko telpu. Atšķirībā no grampozitīvām baktērijām, gramnegatīvām baktērijām ir ārējā membrāna slānis, kas atrodas ārpus peptidoglikāna šūnu sienas. Membrānas olbaltumvielas, mureīna lipoproteīni, ārējo membrānu piestiprina pie šūnas sienas.

Vēl viena gramnegatīvo baktēriju unikālā īpašība ir lipopolisaharīds (LPS) molekulas uz ārējās membrānas. LPS ir liels glikolipīdu komplekss, kas aizsargā baktērijas no kaitīgām vielām viņu vidē. Tas ir arī baktēriju toksīns (endotoksīns), kas cilvēkiem var izraisīt iekaisumu un septisku šoku, ja tas nonāk asinis.Ir trīs LPS komponenti: lipīds A, polisaharīda kodols un O antigēns. lipīds A komponents piestiprina LPS pie ārējās membrānas. Pievienots lipīdam A kodols polisaharīds. Tas atrodas starp lipīdu A komponentu un O antigēnu. O antigēns komponents ir pievienots polisaharīda kodolam un atšķiras starp baktēriju sugām. To var izmantot, lai identificētu īpašus kaitīgo baktēriju celmus.

Gramnegatīvie kokči attiecas uz gramnegatīvām baktērijām, kuras ir sfēriskas formas. Neisseria ģints baktērijas ir gramnegatīvu kokļu piemēri, kas cilvēkiem izraisa slimības. Neisseria meningitidis ir diplokoks, kas nozīmē, ka tā sfēriskās šūnas paliek pa pāriem pēc šūnu dalīšanas.Neisseriameningitidis izraisa baktēriju meningīts un var izraisīt arī septicēmiju un šoku.

Vēl viena diplococcus baktērija, N. gonoreja, ir patogēns, kas atbild par seksuāli transmisīvās slimības gonoreju. Moraxella catarrhalis ir gramnegatīvs diplokoks, kas izraisa ausu infekcijas bērniem, augšējo elpceļu infekcijas, endokardītu un meningītu.

Gramnegatīvs coccobacillus baktērijas ir baktēriju formas kas atrodas starp sfērisku un stieņa formu. Ģimenes Haemophilus un Acinetobacter baktērijas ir kokkobacilli, kas izraisa nopietnas infekcijas. Haemophilus influenzae var izraisīt meningītu, deguna blakusdobumu infekcijas un pneimoniju.Acinetobacter sugas izraisa pneimoniju un brūču infekcijas.

• Lielāko daļu baktēriju var plaši klasificēt kā grampozitīvas vai gramnegatīvas.
• Grampozitīvām baktērijām ir šūnu sienas, kas sastāv no bieziem peptidoglikāna slāņiem.
• Grampozitīvas šūnas iekrāsojas purpursarkanā krāsā, kad tām tiek veikta Grama traipu procedūra.
• Gramnegatīvām baktērijām ir šūnu sienas ar plānu peptidoglikāna slāni. Šūnas sienā ietilpst arī ārējā membrāna, kurai piestiprinātas lipopolisaharīdu (LPS) molekulas.
• Gram negatīvās baktērijas iekrāsojas rozā krāsā, kad tām tiek veikta Gram traipu procedūra.
• Kamēr gan grampozitīvās, gan gramnegatīvās baktērijas ražo eksotoksīnus, tikai gramnegatīvās baktērijas ražo endotoksīnus.

• Silhavy, T. J., et al. "Baktēriju šūnu apvalks." Aukstā pavasara ostas perspektīvas bioloģijā, sēj. 2, nē. 5, 2010, doi: 10.1101 / cshperspect.a000414.
• Swoboda, Jonathan G., et al. "Sienas Teichoic skābes funkcija, biosintēze un kavēšana." ChemBioChem, sēj. 11, nē. 1, 2009. gada jūnijs, 1. lpp. 35–45., Doi: 10.1002 / cbic.200900557.