Gram-positiivne vs. Gram-negatiivsed bakterid

Enamik bakterid klassifitseeritakse kahte laia kategooriasse: grampositiivsed ja gramnegatiivsed. Need kategooriad põhinevad neil raku sein koostis ja reaktsioon Grammi test. Grami värvimismeetod, välja töötatud Hans Christian Gram, identifitseerib baktereid, lähtudes nende rakuseinte reageerimisest teatud värvainete ja kemikaalidega.

Grampositiivsete ja gramnegatiivsete bakterite erinevused on peamiselt seotud nende rakuseina koostisega. Gram-positiivsetel bakteritel on rakuseinad, mis koosnevad peamiselt ainest, mis on ainulaadne bakteritele, mida nimetatakse peptidoglükaanvõi murein. Need bakterid värvivad pärast grammi värvimist lillaks. Gramnegatiivsetel bakteritel on ainult õhukese peptidoglükaani kihiga rakuseinad ja lipopolüsahhariidkomponendiga välismembraan, mida grampositiivsetes bakterites ei leidu. Gram-negatiivsed bakterid värvuvad pärast grammi värvimist punaseks või roosaks.

Rakuseinad Gram-positiivsed bakterid erinevad struktuurselt gramnegatiivsete bakterite rakuseintest. Bakteri rakuseinte põhikomponent on peptidoglükaan.

Gram-positiivsel rakuseinal on mitu peptidoglükaani kihti. Peptidoglükaani paksud kihid aitavad seda toetada rakumembraan ja pakuvad kinnituskohta teistele molekulidele. Paksud kihid võimaldavad grampositiivsetel bakteritel säilitada enamuse kristallvioletsest värvainest grammimise ajal, põhjustades nende lillaka värvuse. Gram-positiivsed rakuseinad sisaldavad ka teikohape mis ulatuvad plasmamembraanist läbi peptidoglükaani raku seina. Need suhkrut sisaldavad polümeerid aitavad säilitada raku kuju ja mängivad rolli rakkude õigeks jagunemiseks. Teikohape aitab mõnel grampositiivsel bakteril nakatada rakke ja põhjustada haigusi.

Mõnel grampositiivsel bakteril on lisakomponent, mükoolhape, nende rakuseintes. Mükoolhapped toodavad vahajas väliskihti, mis pakub mükobakteritele, näiteks Mycobacterium tuberculosis, täiendavat kaitset. Mükoolhappega grampositiivseid baktereid nimetatakse ka happekindlateks bakteriteks, kuna nad vajavad mikroskoobi vaatlemiseks spetsiaalset värvimismeetodit, mida tuntakse happekindla värvimisena.

Patogeensed grampositiivsed bakterid põhjustavad haigust toksiliste eritiste kaudu valgud tuntud eksotoksiinidena. Eksotoksiinid sünteesitakse prokarüootne rakk ja vabastatakse raku välisküljele. Need on spetsiifilised teatud bakteriaalsete plekkide suhtes ja võivad põhjustada kehale tõsist kahju organid ja kuded. Mõned gramnegatiivsed bakterid toodavad ka eksotoksiine.

Gram-positiivsed kokid "grampositiivsed bakterid", mis on sfäärilised. Kaks grampositiivsete kokkade perekonda tähistasid nende rolli inimesena patogeenid on Stafülokokk ja Streptokokk. Stafülokokk on sfäärilise kujuga ja nende rakud ilmuvad kobaratesse pärast jagunemist. Streptokoki rakud ilmuvad pärast jagunemist pikkade rakuahelatena. Grampositiivsete kokkade näited koloniseerida nahk sisaldama Stafülokokk epidermidis, Staphylococcus aureusja Streptococcus pyogenes.

Kuigi kõik kolm on osa normaalsest inimese mikrobiota, võivad nad teatud tingimustel põhjustada haigusi. Staphylococcus epidermidis moodustavad paksud biokiled ja võivad põhjustada siirdatud meditsiiniseadmetega seotud nakkusi.Mõned Staphylococcus aureus'e tüved, näiteks metitsilliinresistentne Staphylococcus aureus (MRSA), on muutunud antibiootikumide suhtes resistentseks ja võib põhjustada raskete haiguste teket.Streptococcus pyogenes võib põhjustada STREP kurgu, sarlakid ja lihasöömishaigusi.

Nagu grampositiivsed bakterid, Gram-negatiivne bakteri rakusein koosneb peptidoglükaanist. Kuid peptidoglükaan on grampositiivsete rakkude paksude kihtidega võrreldes üks õhuke kiht. See õhuke kiht ei säilita kristallvioletset esialgset värvainet, vaid omandab Grami värvimise ajal pealispinna roosa värvuse. Gramnegatiivsete bakterite rakuseina struktuur on keerulisem kui grampositiivsete bakterite raku seina struktuur. Plasmamembraani ja õhukese peptidoglükaani kihi vahel asub geelitaoline maatriks, mida nimetatakse periplasmaatiliseks ruumiks. Erinevalt grampositiivsetest bakteritest on gramnegatiivsetel bakteritel välimine membraan kiht, mis on peptidoglükaani rakuseinast väljaspool. Membraanivalgud, mureiini lipoproteiinid, kinnitavad välimise membraani raku seina külge.

Gram-negatiivsete bakterite teine ​​unikaalne omadus on mikroorganismide olemasolu lipopolüsahhariid (LPS) molekulid välismembraanil. LPS on suur glükolipiidide kompleks, mis kaitseb baktereid nende keskkonnas leiduvate kahjulike ainete eest. See on ka bakteriaalne toksiin (endotoksiin), mis võib inimestel sattudes põhjustada põletikku ja septilist šokki veri.LPS-l on kolm komponenti: lipiid A, tuum polüsahhariid ja O antigeen. lipiid A komponent kinnitab LPS-i välismembraaniga. A-lipiidiga on seotud tuum polüsahhariid. See asub lipiid A komponendi ja O antigeeni vahel. O antigeen komponent on kinnitatud polüsahhariidi tuuma külge ja erineb bakteriliikide lõikes. Seda saab kasutada kahjulike bakterite konkreetsete tüvede tuvastamiseks.

Gramnegatiivsed koktsid viitavad sfäärilise kujuga gramnegatiivsetele bakteritele. Neisseria perekonna bakterid on gramnegatiivsete kokkade näited, mis põhjustavad inimestel haigusi. Neisseria meningitidis on diplokokk, mis tähendab, et selle sfäärilised rakud jäävad pärast rakkude jagunemist paaridesse.Neisseriameningitidis põhjustab bakteriaalset meningiit ning võib põhjustada ka septitseemiat ja šokki.

Teine diplokokkbakter, N. gonorröa, on patogeen, mis vastutab sugulisel teel leviva haiguse gonorröa eest. Moraxella catarrhalis on gramnegatiivne diplokokk, mis põhjustab lastel kõrvapõletikke, ülemiste hingamisteede nakkusi, endokardiiti ja meningiiti.

Gram-negatiivne coccobacillus bakterid on bakterikujud mis asuvad sfääriliste ja varraste vahel. Perekonna Haemophilus ja Acinetobacter bakterid on kokaibakillid, mis põhjustavad tõsiseid infektsioone. Haemophilus influenzae võib põhjustada meningiiti, sinusinfektsioone ja kopsupõletikku.Acinetobakterite liigid põhjustavad kopsupõletikku ja haavainfektsioone.

• Enamikku baktereid võib üldiselt klassifitseerida grampositiivseteks või gramnegatiivseteks.
• Gram-positiivsetel bakteritel on rakuseinad, mis koosnevad paksudest peptidoglükaani kihtidest.
• Grampositiivsed rakud värvuvad grammi värvimisega lillaks.
• Gramnegatiivsetel bakteritel on õhukese peptidoglükaani kihiga rakuseinad. Rakusein sisaldab ka välismembraani, kuhu on kinnitatud lipopolüsahhariidi (LPS) molekulid.
• Gram-negatiivsed bakterid värvuvad Gram-värvimisprotseduuri korral roosaks.
• Kui nii grampositiivsed kui ka gramnegatiivsed bakterid toodavad eksotoksiine, siis ainult gramnegatiivsed bakterid tekitavad endotoksiine.

• Silhavy, T J. jt. "Bakterirakkude ümbrik." Külma kevade sadama perspektiivid bioloogias, vol. 2, ei. 5, 2010, doi: 10.1101 / cshperspect.a000414.
• Swoboda, Jonathan G., et al. "Wall Teichoic happe funktsioon, biosüntees ja inhibeerimine." ChemBioChem, vol. 11, ei. 1, juuni 2009, lk. 35–45., Doi: 10.1002 / cbic.200900557.