Gram-positiivsed vs gramnegatiivsed bakterid
Share
Taani teadlane Hans Christian Gram töötas välja meetodi kahte tüüpi bakterite eristamiseks nende rakuseinte struktuuriliste erinevuste põhjal. Tema katses teevad kristallvioletti värvainet säilitavad bakterid paksu peptidoglükaani kihi tõttu ja neid nimetatakse Gram-positiivsed bakterid. Seevastu, Gramnegatiivsed bakterid Ärge säilitage violetset värvainet ja need on värvitud punaseks või roosaks. Grampositiivsete bakteritega võrreldes on gramnegatiivsed bakterid läbitungimatu rakuseina tõttu vastupidavamad antikehade vastu. Nendel bakteritel on lai valik rakendusi, alates meditsiinilisest ravist kuni tööstusliku kasutuse ja Šveitsi juustu tootmiseni.
Võrdlusdiagramm
| Gramnegatiivsed bakterid | Gram-positiivsed bakterid | |
|---|---|---|
| Gram-reaktsioon | Võib värvuse muuta, et vastu võtta plekki (Safranin või Fuchsine); plekk punaseks või roosaks, nad ei säilita Grami pleki absoluutse alkoholi ja atsetooniga pestes. | Säilitage kristallvioletne värv ja määrige tume violetne või lilla; absoluutse alkoholi ja veega pestes jäävad need värvuselt siniseks või lillaks grammi värviga. |
| Peptidoglükaani kiht | Õhuke (ühekihiline) | Paks (mitmekihiline) |
| Teikohapped | Puudub | Esineb paljudes |
| Periplasmaatiline ruum | kohal | Puudub |
| Väline membraan | Olevik | Puudub |
| Lipopolüsahhariidi (LPS) sisaldus | Kõrge | Praktiliselt mitte ühtegi |
| Lipiidide ja lipoproteiinide sisaldus | Kõrge (välismembraani olemasolu tõttu) | Madal (happekiiretel bakteritel on peptidoglükaaniga seotud lipiidid) |
| Flagellar struktuur | 4 rõngast põhikorpuses | 2 rõngast põhikorpuses |
| Toodetud toksiinid | Peamiselt endotoksiinid | Peamiselt eksotoksiinid |
| Vastupanu füüsilistele häiretele | Madal | Kõrge |
| Inhibeerimine aluseliste värvainete abil | Madal | Kõrge |
| Tundlikkus anioonsete detergentide suhtes | Madal | Kõrge |
| Vastupidavus naatriumasiidile | Madal | Kõrge |
| Vastupidavus kuivamisele | Madal | Kõrge |
| Rakuseina koostis | Rakusein on paksusega 70-120 Å (ångström); kahekihiline. Lipiidide sisaldus on 20–30% (kõrge), meureiini sisaldus on 10–20% (madal). | Rakusein on paksusega 100-120 Å; ühekihiline. Rakuseina lipiidide sisaldus on madal, samas kui meureiini sisaldus on 70–80% (kõrgem). |
| Mesosoom | Mesosoom on vähem silmatorkav. | Mesosoom on silmatorkavam. |
| Antibiootikumiresistentsus | Resistentsem antibiootikumide suhtes. | Antibiootikumide suhtes vastuvõtlikum |
Sisu: grampositiivsed vs gramnegatiivsed bakterid
- 1 Värvimine ja identifitseerimine
- 2 Patogenees inimestel
- 3 grammi positiivset Cocci
- 4 Mittepatogeensete grampositiivsete bakterite kaubanduslik kasutamine
- 5 grammi määramatud ja grammides muutuvad bakterid
- 6 viidet
Värvimine ja identifitseerimine
Hambakatu mikroskoopiline vaade, mis näitab grampositiivseid (lilla) ja negatiivseid (punaseid) baktereid Grami peitstesti korral pestakse baktereid värvitustava lahusega pärast kristallvioletsiga värvimist. Pärast pesemist värvaine, näiteks safraniini või fuksiini lisamist värvitakse gramnegatiivsed bakterid punaseks või roosaks, grampositiivsed bakterid säilitavad kristallvioletse värvaine.
See on tingitud nende bakteriraku seina struktuuri erinevusest. Gram-positiivsetel bakteritel puudub gramnegatiivsetes bakterites rakumembraan. Gram-positiivsete bakterite rakuseinas on kõrge peptidoglükaani sisaldus, mis vastutab kristallvioletse värvi säilitamise eest.
Gram-positiivseid ja negatiivseid baktereid eristatakse peamiselt nende rakuseina struktuuri järgi Järgmised videod näitavad vastavalt grampositiivsete ja negatiivsete bakterite värvimist.
Patogenees inimestel
Nii grampositiivsed kui ka gram-negatiivsed bakterid võivad olla patogeensed (vt patogeensete bakterite loetelu). Kuus gram-positiivset bakterite perekonda põhjustab teadaolevalt inimeste haigusi: Streptococcus, Staphylococcus, Corynebacterium, Listeria, Bacillus ja Clostridium. Veel 3 põhjustavad taimede haigusi: Rathybacter, Leifsonia ja Clavibacter.
Paljud gram-negatiivsed bakterid on samuti patogeensed, näiteks Pseudomonas aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae, Chlamydia trachomatis ja Yersinia pestis. Gramnegatiivsed bakterid on ka antibiootikumide suhtes vastupidavamad, kuna nende välismembraan sisaldab kompleksset lipopolüsahhariidi (LPS), mille lipiidide osa toimib endotoksiinina. Samuti arenevad nad varem vastupanu:
Palju gramnegatiivseid baktereid, kui võimalik, tulevad nad karbist välja, resistentsed paljude oluliste antibiootikumide suhtes, mida võime nende raviks kasutada. Me räägime agentidest, kelle nimed on nagu Acinetobacter, Pseudomonas, E. coli. Need on bakterid, kes on ajalooliselt teinud väga head tööd, arendades antibiootikumide suhtes kiiresti vastupanuvõimet. Neil on antibiootikumiresistentsuse arendamiseks palju varrukaid, nii et nad on rühm ravimeid, mis võivad kiiresti resistentseks muutuda, ja võivad resistentsusele suuri väljakutseid pakkuda. Ja mida me oleme viimase kümnendi jooksul näinud, on see, et gramnegatiivsed ained muutuvad väga kiiresti ja vastupidavamaks kõigi nende toimeainete suhtes, mis meil nende ravimiseks olemas on..
Gramnegatiivsete bakterite suurem resistentsus kehtib ka äsja avastatud antibiootikumide klassi kohta, mis kuulutati välja 2015. aasta alguses pärast aastakümnetepikkust põua uute antibiootikumide kasutamist. Need ravimid ei tööta tõenäoliselt gramnegatiivsete bakterite vastu.
Gram-positiivse bakteriraku struktuur. Gram-positiivne Cocci
Bakterid klassifitseeritakse nende rakukuju alusel batsillideks (vardakujulised) ja cocci (kerakujulised). Tüüpilised grampositiivsed koktsipeitsid hõlmavad (pilte):
- Klastrid: tavaliselt iseloomulikud Stafülokokk, nagu S. aureus
- Kett: tavaliselt iseloomulik Streptokokk, nagu S. pneumoniae, B-rühma streptokokid
- Tetrad: tavaliselt iseloomulik Mikrokokk.
Gram-positiivsed batsillid kipuvad olema paksud, õhukesed või hargnevad.
Mittepatogeensete grampositiivsete bakterite kaubanduslik kasutamine
Paljud streptokokiliigid ei ole patogeensed ja moodustavad osa inimese, inimese suu, naha, soolestiku ja ülemiste hingamisteede mikroorganismist. Samuti on need vajalikud koostisosad Emmentaleri (Šveitsi) juustu tootmisel.
Corynebacterium'i mittepatogeenseid liike kasutatakse aminohapete, nukleotiidide tootmisel, steroidide biokonversioonil, süsivesinike lagundamisel, juustu vananemisel, ensüümide tootmisel jne..
Paljud Bacilluse liigid on võimelised eritama ensüüme suurtes kogustes.
- Bacillus amyloliquefaciens on loodusliku antibiootilise valgu barnaasi (ribonukleaasi), tärklise hüdrolüüsil kasutatava alfa-amülaasi, pesuvahenditega kasutatava proteaasi subtilisiini ja DNA uurimisel kasutatava restriktsiooniensüümi BamH1 allikas..
- C. termokellum võib kasutada lignotselluloosi jäätmeid ja tekitada etanooli, muutes selle võimalikuks kandidaadiks etanoolikütuse tootmisel. See on anaeroobne ja termofiilne, mis vähendab jahutuskulusid.
- C. acetobutylicum, tuntud ka kui Weizmanni organism, kasutas Chaim Weizmann esmakordselt tärklist atsetooni ja biobutanooli tootmiseks 1916. aastal püssirohi ja TNT tootmiseks.
- C. botulinum toodab potentsiaalselt surmavat neurotoksiini, mida kasutatakse lahjendatud kujul ravimina Botox. Seda kasutatakse ka spasmilise tortikollisi raviks ja see pakub leevendust umbes 12-16 nädala jooksul.
Anaeroobne bakter C. ljungdahlii võib toota etanooli ühe süsiniku allikatest, sealhulgas sünteesgaasist, vingugaasi ja vesiniku segust, mis võib tekkida fossiilsete kütuste või biomassi osalisel põlemisel.
Gramm-määramatud ja gram-muutuvad bakterid
Kõiki baktereid ei saa Gram-värvimise teel usaldusväärselt klassifitseerida. Näiteks happekiired bakterid või grammimuutuja ei reageeri grammivärvimisele.
Viited
- Gram-positiivsete ja gramnegatiivsete bakterite võrdlusomadused - Univ. Marylandist
- Gram-positiivsed bakterid - tüüpiliste plekimustrite pildid - Univ. Pennsylvania osariigis
- wikipedia: gramnegatiivsed bakterid
- wikipedia: grampositiivsed bakterid
- wikipedia: grammi värvimine
