Gram-pozitive față de bacterii gram-negative

Savantul danez Hans Christian Gram a conceput o metodă de diferențiere a două tipuri de bacterii pe baza diferențelor structurale din pereții celulelor lor. În testul său, bacteriile care rețin vopseaua de cristal violet o fac din cauza unui strat gros de peptidoglican și sunt numite Gram-pozitive bacterii. In contrast, Gram-negative bacterii nu păstrați colorantul violet și sunt colorate roșii sau roz. În comparație cu bacteriile Gram-pozitive, bacteriile gram-negative sunt mai rezistente împotriva anticorpilor datorită peretelui lor celular impenetrabil. Aceste bacterii au o mare varietate de aplicații, variind de la tratament medical până la uz industrial și de producție de brânză elvețiană.

Diagramă de comparație

Gram-negative Bacteria comparativ cu gram-pozitiv Bacterie tabelul de comparație

	Gram-negative bacterii	Gram-pozitive bacterii
Reacția Gram	Poate fi decolorat pentru a accepta contra pata (Safranin sau Fuchsine); pete roșii sau roz, nu păstrează pata Gram când este spălată cu alcool absolut și acetonă.	Păstrați vopseaua de cristal violet și pata violet închis sau purpuriu, acestea rămân colorate albastru sau purpuriu cu pată de gram atunci când sunt spălate cu alcool absolut și apă.
Stratul de peptidoglican	Subțire (cu un singur strat)	Groase (mai multe straturi)
Acizi acizi	Absent	Prezent în multe
Spațiul periplasmic	prezent	Absent
Membrana exterioară	Prezent	Absent
Conținutul de lipopolizaharid (LPS)	Înalt	Nici unul
Conținutul de lipide și lipoproteine	Înaltă (datorită prezenței membranei exterioare)	Micile (bacteriile cu aciditate rapidă au lipide legate de peptidoglican)
Structura flagelară	4 inele din corpul bazal	2 inele din corpul bazal
Toxine produse	Endotoxine primare	Exotoxine primare
Rezistență la perturbații fizice	Scăzut	Înalt
Inhibarea prin coloranți de bază	Scăzut	Înalt
Susceptibilitatea la detergenții anionici	Scăzut	Înalt
Rezistența la azida de sodiu	Scăzut	Înalt
Rezistența la uscare	Scăzut	Înalt
Compoziția peretelui celular	Peretele celular are o grosime de 70-120 Å (ångström); două straturi. Conținutul de lipide este de 20-30% (ridicat), conținutul de Murein este de 10-20% (scăzut).	Peretele celular are o grosime de 100-120 Å; un singur strat. Conținutul de lipide din peretele celular este scăzut, în timp ce conținutul de Murein este de 70-80% (mai mare).
Mesosome	Mesozomul este mai puțin proeminent.	Mesozomul este mai proeminent.
Rezistență la antibiotic	Mai rezistent la antibiotice.	Mai sensibile la antibiotice

Conținut: bacterii Gram-pozitive vs gram-negative

• 1 Colorare și identificare
• 2 Patogeneza la om
• Cocci gram pozitivi
• 4 Utilizări comerciale ale bacteriilor gram-pozitive nepatogene
• 5 bacterii variabile gram-nedeterminate și gram-variabile
• 6 Referințe

Colorarea și identificarea

Vizualizare microscopică a plăcii dentare, prezentând bacterii Gram-pozitive (violete) și negative (roșii)

Într-un test de colorare Gram, bacteriile sunt spălate cu o soluție decolorantă după ce au fost vopsite cu violet de cristal. La adăugarea unui contrastain, cum ar fi safranina sau fucsina, după spălare, bacteriile gram-negative sunt colorate roșii sau roz, în timp ce bacteriile Gram-pozitive își păstrează culoarea lor violet de cristal.

Acest lucru se datorează diferenței în structura peretelui lor celular bacterian. Gram-pozitive bacteriile nu au o membrană celulară externă găsită în bacteriile Gram-negative. Peretele celular al bacteriilor Gram-pozitive este ridicat în peptidoglican, care este responsabil pentru reținerea colorantului violet cristal.

Gram-pozitiv și bacteriile negative sunt în principal diferențiate prin structura lor de perete celular

Următoarele videoclipuri demonstrează colorarea bacteriilor gram-pozitive și, respectiv, negative.

Patogeneza la om

Ambele bacterii gram-pozitive și gram-negative pot fi patogene (a se vedea lista bacteriilor patogene). Se știe că șase gene gram-pozitive de bacterii provoacă boli la oameni: Streptococcus, Staphylococcus, Corynebacterium, Listeria, Bacillus și Clostridium. Alte 3 cauzează boli în plante: Rathybacter, Leifsonia și Clavibacter.

Multe bacterii gram-negative sunt, de asemenea, patogene, de exemplu, Pseudomonas aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae, Chlamydia trachomatis și Yersinia pestis. Gram-negativ bacterii sunt, de asemenea, mai rezistente la antibiotice, deoarece membrana lor exterioară cuprinde o lipopolizaharidă complex (LPS), a cărei parte lipidică acționează ca un endotoxin. De asemenea, dezvoltă rezistență mai devreme:

O mulțime de bacterii gram-negative, ieșite din cutie, dacă doriți, rezistente la o serie de antibiotice importante pe care le-am putea folosi pentru a le trata. Vorbim despre agenți cu nume ca Acinetobacter, Pseudomonas, E. coli. Acestea sunt bacterii care au facut din istorie o treabă foarte bună de dezvoltare foarte rapidă a rezistenței la antibiotice. Ei au multe trucuri în mânecă pentru a-și dezvolta rezistența la antibiotice, deci sunt un grup de agenți care pot deveni rapid rezistenți, pot provoca provocări majore rezistenței. Și ceea ce am văzut în ultimul deceniu este că acești agenți gram-negativi devin din ce în ce mai rezistenți la toți agenții disponibili pentru a le trata.

Rezistența sporită a bacteriilor gram-negative se aplică, de asemenea, unei clase de antibiotice nou descoperite, care a fost anunțată la începutul anului 2015 după o secetă de zeci de ani în noi antibiotice. Aceste medicamente nu sunt susceptibile de a lucra pe bacterii gram-negative.

Structura unei celule bacteriene gram-pozitive.

Cocci gram pozitivi

Bacteriile sunt clasificate pe baza formei lor celulare în bacili (în formă de tijă) și cocci (în formă de sferă). Petele tipice de cocci gram-pozitivi includ:

• Clusterele: de obicei caracteristice Stafilococ, cum ar fi S. aureus
• Lanț: de obicei caracteristic streptococ, cum ar fi S. pneumoniae, streptococi din grupa B
• Tetrad: de obicei caracteristic micrococ.

Gram-pozitiv bacilii tind să fie gros, subțire sau ramificație.

Utilizări comerciale ale bacteriilor gram-pozitive nepatogene

Multe specii streptococice nu sunt patogene și fac parte din microbiomele umane commensale ale gurii, pielii, intestinului și tractului respirator superior. Ele sunt, de asemenea, un ingredient necesar în producerea brânzei Emmental (elvețiană).

Specii non-patogene de corynebacterium sunt utilizate în producția industrială de aminoacizi, nucleotide, bioconversia steroizilor, degradarea hidrocarburilor, îmbătrânirea brânzei, producția de enzime etc..

Multe specii de Bacillus pot secreta cantitati mari de enzime.

• Bacillus amyloliquefaciens este sursa unei proteine ​​naturale de antibacterian barnază (ribonuclează), alfa amilază utilizată în hidroliza amidonului, subtilizina de protează utilizată cu detergenți și enzima de restricție BamH1 utilizată în cercetarea ADN.
• C. termocelulă poate utiliza deșeuri de lignoceluloză și poate genera etanol, făcând astfel un candidat posibil pentru utilizarea în producția de combustibil pe bază de etanol. Este anaerob și este termofil, ceea ce reduce costul de răcire.
• C. acetobutylicum, cunoscut și sub denumirea de organism Weizmann, a fost folosit pentru prima dată de către Chaim Weizmann pentru a produce acetonă și biobutanol din amidon în 1916 pentru producția de praf de pușcă și de TNT.
• C. botulinum produce o neurotoxină potențial letală care este utilizată într-o formă diluată în Botox-ul medicamentului. Este, de asemenea, utilizat pentru a trata torticolis spasmodic și oferă relief timp de aproximativ 12 până la 16 săptămâni.

Bacteria anaerobă C. ljungdahlii poate produce etanol din surse cu un singur carbon, inclusiv gaz de sinteză, un amestec de monoxid de carbon și hidrogen care poate fi generat prin arderea parțială a combustibililor fosili sau a biomasei.

Gram-indeterminate și bacterii variabile Gram

Nu toate bacteriile pot fi clasificate în mod fiabil prin colorarea Gram. De exemplu, bacteriile cu aciditate rapidă sau variabila Gram nu răspund la colorarea Gram.

Referințe

• Caracteristicile comparative ale bacteriilor gram-pozitive și gram-negative - Univ. din Maryland
• Gram-pozitive bacterii - imagini de modele tipice de pete - Univ. din Pennsylvania
• wikipedia: bacterii gram-negative
• wikipedia: bacterii gram-pozitive
• wikipedia: colorare Gram