Gram pozitivní vs. Gram negativní bakterie

Většina bakterie jsou rozděleny do dvou širokých kategorií: grampozitivní a grampozitivní. Tyto kategorie jsou založeny na jejich buněčná stěna složení a reakce na Gramovo barvení. Metoda barvení podle Grama, vyvinutá společností Hans Christian Gram, identifikuje bakterie na základě reakce jejich buněčných stěn na určitá barviva a chemikálie.

Rozdíly mezi grampozitivními a gramnegativními bakteriemi jsou primárně spojeny s jejich složením buněčných stěn. Gram pozitivní bakterie mají buněčné stěny složené většinou z látky jedinečné pro bakterie známé jako peptidoglykannebo murein. Tyto bakterie se po Gramově zbarvení zbarví na fialově. Gram negativní bakterie mají buněčné stěny s pouze tenkou vrstvou peptidoglykanu a vnější membránu s lipopolysacharidovou složkou, která se nenachází v grampozitivních bakteriích. Gram negativní bakterie se po Gramově zbarvení zbarví červeně nebo růžově.

Buněčné stěny Gram pozitivní bakterie strukturně se liší od buněčných stěn gramnegativních bakterií. Primární složkou bakteriálních buněčných stěn je peptidoglykan.

Gram pozitivní buněčná stěna má několik vrstev peptidoglykanu. Silné vrstvy peptidoglykanu pomáhají podporovat buněčná membrána a poskytnout místo připojení pro jiné molekuly. Silné vrstvy také umožňují grampozitivním bakteriím zachovat většinu krystalové fialové barvy během barvení Gramem, což způsobí, že se objeví fialově. Gram pozitivní buněčné stěny také obsahují řetězce kyselina teichoová které sahají z plazmatické membrány přes peptidoglykanovou buněčnou stěnu. Tyto polymery obsahující cukr pomáhají udržovat tvar buněk a hrají roli ve správném dělení buněk. Kyselina teichoová pomáhá některým grampozitivním bakteriím infikovat buňky a způsobovat onemocnění.

Některé grampozitivní bakterie mají další složku, kyselina mykolová, v jejich buněčných stěnách. Kyseliny mykolové produkují voskovou vnější vrstvu, která poskytuje další ochranu mykobakteriím, jako je Mycobacterium tuberculosis. Grampozitivní bakterie s kyselinou mykolovou se také nazývají bakteriemi odolnými vůči kyselinám, protože pro mikroskopické pozorování vyžadují speciální barvicí metodu, známou jako kyselé rychlé barvení.

Patogenní grampozitivní bakterie způsobují chorobu vylučováním toxických proteiny známý jako exotoxiny. Exotoxiny jsou syntetizovány v rámci EU prokaryotická buňka a uvolněna do vnějšku buňky. Jsou specifické pro určité bakteriální skvrny a mohou způsobit vážné poškození těla orgány a tkáně. Některé gramnegativní bakterie také produkují exotoxiny.

Gram pozitivní koky označují grampozitivní bakterie, které jsou sféricky tvarované. Dvě rody grampozitivních koků zaznamenaly svou roli člověka patogeny jsou Stafylokok a Streptococcus. Stafylokok má kulovitý tvar a jejich buňky se objevují ve shlucích po rozdělení. Streptokokové buňky se po dělení objevují jako dlouhé řetězce buněk. Příklady grampozitivních koků, které kolonizovat kůži zahrnout Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, a Streptococcus pyogenes.

Zatímco všechny tři jsou součástí normálu lidská mikrobiota, mohou za určitých podmínek způsobit onemocnění. Staphylococcus epidermidis vytváří silné biofilmy a může způsobit infekce spojené s implantovanými zdravotnickými prostředky.Některé kmeny Staphylococcus aureus, např meticilin-rezistentní Staphylococcus aureus (MRSA), staly se rezistentními na antibiotika a mohou vést k rozvoji vážných onemocnění.Streptococcus pyogenes může způsobit streptokok, šarlatovou horečku a chorobu konzumující maso.

Stejně jako grampozitivní bakterie, Gram negativní bakteriální buněčná stěna je tvořena peptidoglykanem. Peptidoglykan je však jediná tenká vrstva ve srovnání s tlustými vrstvami v grampozitivních buňkách. Tato tenká vrstva nezachovává počáteční křišťálově fialové barvivo, ale během Gramova barvení zachytává růžovou barvu kontrastního barviva. Struktura buněčné stěny gram-negativních bakterií je složitější než struktura gram-pozitivních bakterií. Mezi plazmovou membránou a tenkou peptidoglykanovou vrstvou je gelovitá matrice zvaná periplazmatický prostor. Na rozdíl od gram-pozitivních bakterií mají gram-negativní bakterie vnější membrána vrstva, která je vně buněčné stěny peptidoglykanů. Membránové proteiny, mureinové lipoproteiny, připojují vnější membránu k buněčné stěně.

Další jedinečnou charakteristikou gramnegativních bakterií je přítomnost lipopolysacharid (LPS) molekuly na vnější membráně. LPS je velký glykolipidový komplex, který chrání bakterie před škodlivými látkami v jejich prostředí. Je to také bakteriální toxin (endotoxin), který může způsobit zánět a septický šok u lidí, pokud vstoupí do krev.LPS jsou tři složky: lipid A, základní polysacharid a O antigen. lipid A komponenta připojuje LPS k vnější membráně. K lipidu A je připojen jádrový polyssacharid. Je umístěn mezi složkou lipidu A a O antigenem. O antigen složka je připojena k jádru polyssacharidu a liší se mezi bakteriálními druhy. Může být použit k identifikaci specifických kmenů škodlivých bakterií.

Gram negativní koky označují gramnegativní bakterie, které jsou sféricky tvarované. Bakterie rodu Neisseria jsou příklady gramnegativních koků, které způsobují onemocnění u lidí. Neisseria meningitidis je diplococcus, což znamená, že jeho sférické buňky zůstávají po rozdělení buněk ve dvojicích.Neisseriameningitidis způsobuje bakteriální meningitida a může také způsobit septikémii a šok.

Další diplococcus bakterie, N. gonorrhoeae, je patogen zodpovědný za pohlavně přenosnou chorobu kapavka. Moraxella catarrhalis je gram-negativní diplococcus, který způsobuje ušní infekce u dětí, infekce horních cest dýchacích, endokarditidu a meningitidu.

Gram negativní bakterie kokobacilů mít bakteriální tvary které jsou mezi kulovitým a tyčovým tvarem. Baktérie rodu Haemophilus a Acinetobacter jsou kokobacily, které způsobují vážné infekce. Haemophilus influenzae může způsobit meningitidu, sinusové infekce a pneumonii.Druhy Acinetobacter způsobují infekce pneumonií a ran.

• Většina bakterií může být široce klasifikována jako grampozitivní nebo grampozitivní.
• Gram pozitivní bakterie mají buněčné stěny složené ze silných vrstev peptidoglykanu.
• Gram pozitivní buňky se zbarví fialově, když se podrobí postupu Gramova barvení.
• Gram negativní bakterie mají buněčné stěny s tenkou vrstvou peptidoglykanu. Buněčná stěna také zahrnuje vnější membránu s navázanými molekulami lipopolysacharidu (LPS).
• Gram negativní bakterie se zbarví růžově, když se podrobí postupu Gramovo barvení.
• Zatímco gram-pozitivní i gram-negativní bakterie produkují exotoxiny, pouze gram-negativní bakterie produkují endotoxiny.

• Silhavy, T. J., a kol. "Bakteriální buněčná obálka." Perspektivy studeného jara v biologii, sv. 2, ne. 5, 2010, doi: 10,1101 / cshperspect.a000414.
• Swoboda, Jonathan G., et al. "Funkce kyseliny Teichoové na zdi, biosyntéza a inhibice." ChemBioChem, sv. 11, ne. 1. června 2009, str. 35–45., Doi: 10 1002 / cbic.200900557.