Oversigt
for At identificere Gram positive og Gram negative bakterier, en række metoder, der anvendes til at klassificere/identificere organismer. I klinisk mikrobiologi er fænotypiske typeordninger (især gramfarvning) nogle af de mest almindelige og effektive teknikker til identifikation af bakterier.,
Opdaget i 1884, Gram pletten teknik har vist sig at være en af de mest nyttige fænotypiske klassificering systemer, hvorigennem bakterier kan identificeres baseret på deres farvning egenskaber og generel morfologi. Ved hjælp af denne teknik klassificeres bakterier som enten Gram positive eller Gram negative.,iv id=”fc46f07a99″>forskellen mellem de to grupper er, som et resultat af en række kemiske/overflade strukturer, der omfatter:
- Teichoic Syrer
- Lipopolysaccharides
- Peptidoglycans
- Lipoteichoic Syrer
* Mens de Gram positive og Gram negative bakterier er af klinisk betydning, ikke alle bakterier i disse grupper er skadelige/forårsage sygdom.,
Bakterier
Bakterier er encellede prokaryotes allestedsnærværende i naturen. Som sådan kan de findes i forskellige typer miljøer (lige fra akvatiske til de varme klipper i Mojave-ørkenen).
i disse miljøer kan bakterier eksistere som fritlevende organismer (at lave deres egen mad eller fodre med døde organiske stoffer osv.), Termoamastogopera findes i fordøjelsessystemet af termitter) eller som parasitære organismer, der kan forårsage skade og sygdom i deres værter.
* Bakterier, der menes at have været de første levende organismer på jorden.
* mens bakterier kan forårsage sygdom, er de også nyttige inden for medicin, mad og andre industrier.
* Bakterier er hverken planter eller dyr.,pirilli)
· Deres væg består af peptidoglycan
· Nogle bakterier flytte ved hjælp af en hale-lignende struktur kendt som flageller
Gram Positive Bakterier
Gram positive bakterier er en gruppe af organismer, der falder ind under phylum Firmicutes (dog et par arter, der har et Gram negative cellevæg struktur).,
sammenlignet med gramnegative bakterier er denne gruppe af bakterier kendetegnet ved deres evne til at bevare den primære plet (krystalviolet) under gramfarvning (hvilket giver et positivt resultat).
Nogle eksempler på Gram positive bakterier er:
Staphylococcus (fx Staphylococcus aureus) og Streptococcus bakterier (fx, Streptococcus pyogenes) – er kokker bakterier (sfærisk), der er ansvarlig for en række sygdomme hos mennesker
der Henviser til, at Staphylococcus aureus kan forårsage sådanne pyogenic infektioner som septisk arthritis, Streptococcus pyogenes er ansvarlig for sådanne infektioner, som cellulitis, tonsillitis, og gigtfeber. Sammenlignet med nogle af baciller-bakterierne er bakterier ikke-motile (mangler motilitetsorganer som flagella) og danner ikke sporer.,
Gram positive stave – omfatter sådanne bakterier som Clostridia, Bacillus, og Listeria blandt andre. Mens nogle af arterne er kendetegnet ved deres evne til at producere sporer (f.eks. Hos mennesker er disse organismer ansvarlige for en række sygdomme
for eksempel har Bacillus anthracis vist sig at forårsage miltbrand hos mennesker (sjældent hos mennesker, men almindeligt hos dyr).,
* Nogle af Gram positive stave bruge flageller til bevægelse (fx Listeria monocytogenes).,
Egenskaber af Gram Positive Bakterier
celle-mur af Gram positive bakterier består af en række vigtige komponenter, der omfatter:
Peptidoglycan
, der Ligger uden for den cytoplasmatisk membran af de fleste bakterier, peptidoglycan er en af de vigtigste dele af den bakterielle cellevæg., For det meste tjener det til at opretholde celleintegriteten af organismen ved at modstå turgortryk.
desuden bidrager det til den generelle form af en celle ud over at yde støtte til forskellige komponenter i cellen. I Gram-positive bakterier udgør peptidoglycan mellem 50 og 90 af cellevæggen (mellem 20 og 80 nm i tykkelse). Ved at omslutte plasmamembranen tilvejebringer den et beskyttende lag, der beskytter cellen mod lysering.,
Main components of peptidoglycan include:
· Glycan chains consisting of N-acetylglucosamine and N-acetylmuramic acid linked by β-1,4 bonds.,
· Peptid-kæderne – i peptidoglycan er knyttet til N-acetylmuramic syre med kovalente bindinger
* Bortset fra peptidoglycan lag, den cellevægge af Gram positive bakterier har også vist sig at indeholde polysakkarid molekyler. Nogle af de bedste eksempler på disse tilbehørspolymerer inkluderer C-polysaccharider, der findes i cellevæggen af streptokokker bakterier og peptidoglycolipider og glycolipider, der findes i cellevæggen af mykobakterier.,
* afhængigt af arten kan peptidiske kæder variere i sammensætninger. For eksempel, mens peptidkæderne er direkte tværbundet gennem korte aminosyrekæder, har andre en tendens til at være indirekte tværbundet.
* Den peptidoglycan er i en dynamisk tilstand over levetiden af bakterier.,
Teichoic Syre
Bortset fra peptidoglycan lag, cellevæggen er også består af molekyler, der er kendt som teichoic fedtsyrer (polyol fosfat polymerer). Her danner disse molekyler lag, der løber vinkelret på peptidoglycan-pladerne. Mens de kun findes i Gram-positive bakterier, findes teichoesyrer kun i nogle celler i denne gruppe.,
generelt er de sammensat af ribitol / glycerol, der er forbundet med hinanden ved phosphodiesterbindinger. Nogle af de andre komponenter i disse molekyler omfatter glucose, N-acetylglucosamin, N-acetylgalactosamin og D-alanin. Mængden/niveauet af disse substituentgrupper varierer imidlertid fra en gruppe til en anden.
bortset fra at være kovalent forbundet med peptidoglycan-lagene, kan teichoesyrerne også forankres til plasmamembranen placeret under peptidoglycan-laget.,
mens hovedfunktionen af disse molekyler ikke er godt forstået, har undersøgelser vist phosphodiesterbindingerne, der forbinder monomerer af teichoesyre for at resultere i den samlede negative ladning af cellevæggen af Gram-positive bakterier.
* Mens funktionen af teichoic syrer er ikke fuldt forstået, forskere har foreslået, at de er involveret i regulering og ordning af muramic syre sub-enheder. Det har også været forbundet med antigene egenskaber, der aktiverer givne immunceller.,
Lipider
I cellevæggen af Gram positive bakterier, lipid-indholdet udgør mindre end 5 procent af cellevæggen. Her spiller disse molekyler rollen som forankring af membranen.
Gram Negative Bakterier
Som Gram positive bakterier, Gram negative bakterier er også godt fordelt i forskellige miljøer over hele kloden. Hvorimod E., coli blandt andre gramnegative bakterier kan findes i mave-tarmkanalen, en række arter kan findes i marine miljøer.
sammenlignet med gramnegative bakterier er disse bakterier bevarer ikke den primære plet og vises således rød, når de ses under mikroskopet.,
Nogle eksempler på Gram negative bakterier, kan nævnes:
· Gram-negative kokker – Nogle af de mest almindelige Gram-negative kokker bakterier omfatter medlemmer af slægten Neisseria (fx N. meningitidis og N. gonoré) og Moraxella (fx M. catarrhalis). Hos mennesker er disse bakterier ansvarlige for sådanne sygdomme som meningitis (forårsaget af N. meningitidis) og bronchopneumoni (forårsaget af M. catarrhalis).,
· Gram negative coccibacilli – Som i forhold til Gram-negative kokker bakterier, Gram negative coccibacilli er korte stave (mellemprodukter sfæriske kokker og stave stænger). De omfatter en række arter, der er ansvarlige for den menneskelige sygdomme, herunder; Haemophilus influenzae, der forårsager ad lungebetændelse, Haemophilus ducreyi, der forårsager genital ulceration og Acinetobacter arter, der kan forårsage sådanne sår, sygdomme, blandt andre sygdomme.,
· Gram negative stave – Der er forskellige grupper af Gram-negative baciller bakterier, herunder dem, der er beskrevet som Anaerob eller Aerob. Bortset fra E. coli inkluderer nogle af de andre bakterier klassificeret som gramnegative baciller medlemmer af slægten Fusobacterium og Bacteroides. Hos mennesker er de ansvarlige for en række menneskelige sygdomme, herunder oral pleuropulmonal og infektioner i den kvindelige kønsorgan blandt andre.,
* Ifølge undersøgelser, Gram negative bakterier, ledet af E. coli, udgør over 70 procent af urinvejsinfektioner. Se Urin Analyse
Egenskaber af Gram Negative Bakterier
Som med Gram positive bakterier, Gram negative bakterier, også indeholde peptidoglycan polymer i deres cellevæg., Mens denne polymer er tynd (2 til 4 nanometer i tykkelse med lige omkring 3 lag af peptidoglycan) i Gram-negative bakterier, det er også består af lange glycan strenge, der er tværbundet ved peptid-molekyler. Denne sammensætning tjener en række funktioner, herunder beskyttelse af bakteriecellen mod lysering.,
Udvikling af peptidoglycan i Gram-negative bakterier
I Gram-negative bakterier, udvikling af peptidoglycan har vist sig at starte med polymerisering af glycans. Her polymeriseres den kulhydratbaserede polymer til dannelse af tråde bestående af omkring 100 underenheder af disaccharid.
i E. coli er længdefordelingen af strengene bred (bestående af mellem 20 og 30 enheder disaccharider)., Dette er dog i høj grad afhængig af en række faktorer, herunder miljøforhold, bakteriestammer og vækstfasen blandt nogle få andre.
i nogle af disse bakterier kan denne længde stige til over 80 disaccharidenheder. Disacchariderne selv er kovalent forbundet med peptider (viklet omkring glycanstrengene), som også kan være tværbundet med dem, der kommer fra andre glycanstrenge.
* I E. coli, over 80 procent af peptidoglycan eksisterer som en monolayer.,
* Peptidoglycan udgør omkring 10 procent af cellevæggen i Gram-negative bakterier.
Sammenlignet med Gram positive bakterier, der mangler den ydre membran, den peptidoglycan lag i Gram-negative bakterier er omgivet af en ydre membran. Af denne grund er peptidoglycan-laget ikke den yderste del af cellevæggen i disse organismer.,
selvom det ligner plasmamembranen i flere henseender, er de to forskellige på en række måder. For eksempel, sammenlignet med plasmamembranen af cellen (indre membran), Lipid A af lipopolysaccharider, sammen med phospholipider producere den ydre folder af bi-lag struktur af den ydre membran.
* bortset fra lipidet indeholder den ydre membran også et membranprotein kendt som porin. Arrangement af dette protein regulerer passagen af molekyler over membranen.,
Lipopolysaccharides
En af de mest definerende egenskab af Gram negative bakterier, er tilstedeværelsen af forskellige former for en kompleks makromolekyle kendt som lipopolysaccharide (LPS) – Også kendt som endotoxins i Gram-negative bakterier. De er især vigtige for bakterier, idet de bidrager til organismernes patogenese.,ative bacteria include:
- Cytoplasmic membrane
- Mesosomes
- Cytoplasm
- Nucleoid
- Endospores
Functions of Cell Components in Gram negative bacteria
As previously mentioned, the peptidoglycan present in the cell wall of Gram negative plays an important role in preventing cell lysis (osmotic lysis)., Imidlertid har forskellige komponenter i cellevæggen også en række andre vigtige funktioner for organismen.
for eksempel samles poriner, der er til stede i cellevæggen, på en måde, der skaber regulerende kanaler på cellevæggen. Her kontrollerer / regulerer disse proteiner bevægelsen af hydrofile molekyler over bakteriens ydre membran, hvilket kun tillader hydrofile molekyler med molekylvægte under 600.,
Bortset fra regulering af materiale bevægelse på tværs af den ydre membran, den ydre membran er også involveret i en række funktioner, herunder molekyle-signalering samt enzym aktiviteter, blandt andre.
ud over disse komponenter er en af de andre vigtige komponenter i den ydre membran i Gram-negative bakterier et slimlag, der dækker membranen. Ved at dække overfladen af denne membran skjuler denne løse slim forskellige komponenter (f.antigener) af membranen (som kan aktivere celler i immuncellen).,
i processen beskytter den som sådan organismerne i værtsens krop, samtidig med at patogenesen fremmes. Bortset fra at beskytte bakterierne mod immunceller forhindrer dette stof også penetration af forskellige medikamenter i cellen og bidrager således til lægemiddelresistens blandt nogle arter af gramnegative bakterier.
Bortset fra løs slim, nogle af de celler (både Gram negative og Gram positive bakterier) har vist sig at danne kapsler (bestående af høj molekylær vægt tyktflydende polysaccharider) på deres overflade., Mens kapslen dannes på overfladen af den ydre membran i gramnegative bakterier, dannes den på det tykke peptidoglycan-lag i grampositive bakterier.
i disse organismer indkapslede kapslen, der kan være op til 10um i tykkelse, cellerne, der fremmer virulens. Ligesom den løse slim skjuler kapslen, der fremstår som en tyk gel, ikke kun nogle af komponenterne på celleoverfladen fra immunceller, men øger også modstanden mod en række lægemidler.,
Gram Farvning
, der er Udviklet af Hans Christian Gram, Gram pletten teknik er en af de mest almindeligt anvendte metoder til at skelne mellem Gram-positive og Gram-negative bakterier.
Hovedsagelig, dette indebærer anvendelse af en primær plet (fx krystal violet) samt jod løsning til producere en jod-dye kompleks i cytoplasmaet af de bakterier, der gør det muligt at skelne mellem de to typer af celler efter blegning.,
i en klinisk indstilling er dette især vigtigt, fordi det gør det muligt ikke kun at skelne mellem bakteriearter, men også til diagnosticering af en infektion.
Procedure
Prøve forberedelse:
· Brug et par handsker og en steril loop/splint, skabe en tynd film (smear) af prøven (fx,s
· Brug af 95 procent ethanol, forsigtigt decolorize smøre – Stop, når den tyndeste del af den smøre vises farveløs
· afvask Forsigtigt glide med vand
· Oversvømmelse slide med den sekundære plet (Safranin) for cirka et minut
· Give skub til at lufttørre, så se under lup under olie fordybelse
Hvert trin i klargøring af prøver og farvning bør nøje følges, for at opnå gode resultater., For eksempel denaturerer varmefiksering ikke kun cellerne, men klæber dem også til objektglasset.
hvis det ikke er korrekt fastgjort, kan cellerne let vaskes væk under farvningsprocessen. Overophedning forårsager også skade på cellens struktur, hvilket vil påvirke slutresultaterne. Desuden kan overdreven affarvning ende med at fjerne den primære plet.,
cellevæg Struktur og Gram-Pletten
, Når de ses under mikroskop, Gram negative og Gram positive bakterier vil give forskellige resultater. Mens grampositive bakterier vises lilla/violette (efter at have bevaret den primære plet: farvestof-jodkompleks), vil gramnegative bakterier vises røde / blege, fordi de ikke bevarer den primære plet. Disse forskelle mellem de to grupper af bakterier skyldes forskellene i deres cellevægsstruktur.,
under farvningsprocessen kombineres den primære plet (krystalviolet) og Grams jod til dannelse af et uopløseligt kompleks (krystalviolet-jodkompleks) inde i cellen. Når dehydreringsmidlet (95 procent ethanol) tilsættes, dehydrerer det cellevæggen af grampositive bakterier, der får det til at krympe (også får porerne til at lukke).
når porerne er lukket, er det uopløselige kompleks fanget i cellen., I gramnegative bakterier trænger ethanol let ind i denne overflade og opløser lipidkomponenterne i den ydre membran. Som følge heraf er krystalviolet-jodkomplekset let tabt (fjernet) fra cellen.
Under anden runde af farvning (ved hjælp af den sekundære pletten/counterstain: safranin) Gram negative bakterier pletten røde, fordi de tager i den røde farve på counterstain. Gram-positive bakterier optager imidlertid ikke modstanden, da pletten ikke forstyrrer den primære plet i cellerne.,
Return to Bacteria- size, shape and arrangement
Return to Prokaryotes main page
Return from Gram Positive and Gram Negative Bacteria to MicroscopeMaster home
Frank Lowy. Bacterial Classification, Structure and Function.,
Kerwyn Casey Huanga, Ranjan Mukhopadhyayb, Bingni Wena, Zemer Gitaia, og Ned S.
Wingreen. (2008). Celleform og celle-væg organisationi Gram-negative bakterier.
Marie-Pierre Chapot-Chartier og Saulius Kulakauskas. (2014). Cellevæg struktur og funktion i mælkesyrebakterier.
Omeed Sizar; Chandrashekhar G. Unakal. (2019). Gram Positive Bakterier.
Yunusa Thairu, Idris Abdullahi Nasir, Yahaya Usman. (2014)., Laboratory perspective of gram staining and its significance in investigations of infectious diseases.
Links