áttekintés
a Gram-pozitív és Gram-negatív baktériumok azonosításához számos módszert alkalmaznak a szervezetek osztályozására/azonosítására. A klinikai mikrobiológiában a fenotípusos gépelési rendszerek (különösen a Gram-festés) a baktériumok azonosításának egyik leggyakoribb és leghatékonyabb technikája.,
az 1884-ben felfedezett Gram folttechnika az egyik leghasznosabb fenotípusos osztályozási rendszer, amelyen keresztül a baktériumok festési tulajdonságaik és általános morfológiájuk alapján azonosíthatók. Ezzel a technikával a baktériumokat Gram-pozitívnak vagy Gram-negatívnak kell besorolni.,iv id=”fc46f07a99″>A különbség a két csoport között eredményeként számos kémiai/felszíni struktúrák, amelyek a következők:
- Teichoic Savak
- Lipopolysaccharides
- Peptidoglycans
- Lipoteichoic Savak
* Míg a Gram pozitív, mind a Gram-negatív baktériumok a klinikai jelentősége nem minden baktériumok ezek a csoportok káros/betegséget okoz.,
baktériumok
mindenütt jelen van a természetben. Mint ilyen, különböző típusú környezetekben találhatók (a víziektől a Mojave-sivatag forró szikláiig).
ezekben a környezetekben a baktériumok szabadon élő szervezetekként létezhetnek (saját táplálékuk vagy halott szerves anyagokból táplálkoznak stb.), szimbiózisban más szervezetekkel (pl., A Zoamastogopera a termeszek emésztőrendszerében található) vagy parazita szervezetekként, amelyek kárt okozhatnak a gazdaszervezetekben.
* úgy gondolják, hogy a baktériumok voltak az első élő szervezetek a földön.
* míg a baktériumok betegséget okozhatnak, az orvostudományban, az élelmiszeriparban és más iparágakban is hasznosak.
* a baktériumok sem növények, sem állatok.,pirilli)
· A fal áll peptidoglycan
· Egyes baktériumok mozgatni a farka, mint szerkezete ismert, mint az ostorok
a Gram-Pozitív Baktériumok
Gram-pozitív baktériumok egy csoport alá törzs Firmicutes (azonban néhány faj egy Gram-negatív sejtfal szerkezete).,
a Gram-negatív baktériumokkal összehasonlítva ezt a baktériumcsoportot az jellemzi, hogy képesek megtartani az elsődleges foltot (kristály lila) a Gram-festés során (pozitív eredményt adva).
néhány példa a Gram-pozitív baktériumokra:
Staphylococcus (pl. Staphylococcus aureus) és streptococcus baktériumok (pl., Streptococcus pyogenes) – a cocci baktériumok (gömb alakú) felelős számos betegség az emberi lények
mivel Staphylococcus aureus okozhat ilyen pyogén fertőzések, mint a szeptikus arthritis, Streptococcus pyogenes felelősek az ilyen fertőzések, mint a cellulitis, mandulagyulladás, reumás láz. Néhány bacillus baktériumhoz képest a baktériumok nem mozgékonyak (hiányzik a motilitási szervek, például a flagella), és nem képeznek spórákat.,
Gram pozitív bacillusok – többek között olyan baktériumokat tartalmaznak, mint a Clostridia, Bacillus és Listeria. Míg egyes fajokra jellemző, hogy képesek spórákat termelni (például Clostridia), mások, mint a Listeria, nem. Az emberi lények, ezek a szervezetek felelősek számos betegség
például, Bacillus anthracis kimutatták, hogy mert anthrax emberi lények (ritka emberi lények, de gyakori az állatok).,
* néhány Gram-pozitív bacillus flagellát használ a mozgáshoz (pl. Listeria monocytogenes).,
Jellemzők Gram-Pozitív Baktériumok
A cella-fal a Gram-pozitív baktériumok áll, számos fontos összetevőket tartalmazza:
Peptidoglycan
kívül Található, a citoplazma membrán legtöbb baktérium, a peptidoglycan az egyik fő összetevője a bakteriális sejtfal., A legtöbb esetben a szervezet sejtintegritásának fenntartására szolgál a turgornyomás ellenállásával.
ezenkívül hozzájárul a cella általános alakjához a cella különböző összetevőinek támogatása mellett. A Gram-pozitív baktériumokban a peptidoglikán a sejtfal 50-90-ét teszi ki (vastagsága 20-80 nm). A plazmamembrán bezárásával védőréteget biztosít, amely megvédi a sejtet a lízistől.,
Main components of peptidoglycan include:
· Glycan chains consisting of N-acetylglucosamine and N-acetylmuramic acid linked by β-1,4 bonds.,
· peptidláncok – a peptidoglikánban kovalens kötésekkel kapcsolódnak az n-acetilmurámsavhoz
* a peptidoglikán rétegeken kívül a Gram-pozitív baktériumok sejtfala poliszacharid molekulákat is tartalmaz. Ezeknek a kiegészítő polimereknek a legjobb példái közé tartoznak a streptococcus baktériumok sejtfalában található C poliszacharidok, valamint a mikobaktériumok sejtfalában található peptidoglikolipidek és glikolipidek.,
* a fajtól függően a peptidláncok összetételben változhatnak. Például, míg a peptidláncok közvetlenül kapcsolódnak a rövid aminosav láncokon keresztül, mások közvetetten keresztkötődnek.
* a peptidoglikán dinamikus állapotban van a baktériumok élettartama alatt.,
Teichoic sav
a peptidoglikán rétegeken kívül a sejtfal teikoesavak (poliol-foszfát polimerek) néven ismert molekulákból is áll. Itt ezek a molekulák olyan rétegeket képeznek, amelyek merőlegesen futnak a peptidoglikán lapokra. Bár csak Gram-pozitív baktériumokban találhatók, a teikósavak csak e csoport egyes sejtjeiben találhatók meg.,
általában ribitol/glicerinből állnak, amelyeket foszfodiészter kötések kötnek egymáshoz. Ezen molekulák egyéb komponensei közé tartozik a glükóz, az N-acetil-glükózamin, az N-acetil-galaktozamin és a D-alanin. Ezeknek a szubsztituens csoportoknak az összege / szintje azonban csoportonként változik.
amellett, hogy kovalensen kapcsolódik a peptidoglikán rétegekhez, a teikoesavak a peptidoglikán réteg alatt található plazmamembránhoz is rögzíthetők.,
bár ezeknek a molekuláknak a fő funkciója nem jól ismert, a vizsgálatok kimutatták, hogy a foszfodiészter kötések összekapcsolják a teichoic sav monomerjeit, hogy a Gram-pozitív baktériumok sejtfalának általános negatív töltését eredményezzék.
* bár a teikósavak funkciója nem teljesen ismert, a kutatók azt sugallták, hogy részt vesznek a muraminsav alegységek szabályozásában és elrendezésében. Az antigén tulajdonságokkal is összefüggésbe hozták, amelyek aktiválják az adott immunsejteket.,
Lipids
a Gram-pozitív baktériumok sejtfalában a lipidtartalom kevesebb mint 5 százalékot tesz ki a sejtfal. Itt ezek a molekulák szerepet játszanak a membrán rögzítésében.
Gram-Negatív Baktériumok
, Mint a Gram-pozitív baktériumok, Gram-negatív baktériumok is jól oszlik meg a különböző környezetekben szerte a világon. Mivel E., coli a többi Gram-negatív baktérium között megtalálható a gyomor-bél traktusban, számos faj megtalálható a tengeri környezetben.
a Gram-negatív baktériumokhoz képest ezek a baktériumok nem tartják meg az elsődleges foltot, így mikroszkóp alatt vörösnek tűnnek.,
néhány példa a Gram negatív baktériumokra:
· Gram negatív cocci – a leggyakoribb Gram-negatív cocci baktériumok közé tartozik a Neisseria (pl. N. meningitidis és N. gonorrhoea) és a Moraxella (pl. M. catarrhalis) nemzetség tagjai. Az emberekben ezek a baktériumok felelősek az olyan betegségekért, mint a meningitis (N. meningitidis okozta) és a bronchopneumonia (M. catarrhalis okozta).,
· Gram negatív kokcibacilli – a Gram negatív cocci baktériumokhoz képest a gram negatív kokcibacilli rövid rudak (intermedierek gömb alakú cocci és bacilli rudak). Ezek közé tartozik számos faj felelős az emberi betegségek, beleértve; Haemophilus influenzae okozó ad tüdőgyulladás, Haemophilus ducreyi okozó genitális fekélyesedés és Acinetobacter faj képes okozni az ilyen seb betegségek többek között.,
· Gram negatív bacillusok – Gram negatív bacillusok különböző csoportjai vannak, beleértve az anaerob vagy aerob baktériumokat is. Az E. coli mellett a Gram-negatív bacillusok közé sorolt többi baktérium a Fusobacterium és Bacteroides nemzetségbe tartozik. Az emberi lényekben számos emberi betegségért felelősek, többek között az orális pleuropulmonalis, valamint a női nemi szervek fertőzéseiért.,
* a vizsgálatok szerint az E. coli által vezetett Gram negatív baktériumok a húgyúti fertőzések több mint 70 százalékát teszik ki. Lásd: vizeletvizsgálat
Gram negatív baktériumok jellemzői
a gram-pozitív baktériumokhoz hasonlóan a gram-negatív baktériumok is tartalmazzák a peptidoglikán polimert sejtfalukban., Míg ez a polimer vékony (2-4 nanométer vastagságú, mindössze 3 réteg peptidoglikánnal) Gram negatív baktériumokban, hosszú glikánszálakból áll, amelyeket peptidmolekulák kereszteznek. Ez a készítmény számos funkciót szolgál, beleértve a bakteriális sejt lízis elleni védelmét.,
Fejlesztés peptidoglycan a Gram-negatív baktériumok
A Gram-negatív baktériumok, a fejlesztés peptidoglycan kimutatták, hogy kezdje a polimerizáció a glycans. Itt a szénhidrát – alapú polimert polimerizálják, hogy körülbelül 100 diszacharid alegységből álló szálakat képezzenek.
E. coliban a szálak hosszeloszlása széles (20-30 egység diszacharidból áll)., Ez azonban nagymértékben függ számos tényezőtől, beleértve a környezeti feltételeket, a bakteriális törzseket, valamint a növekedési fázist néhány másik között.
néhány ilyen baktérium esetében ez a hossz több mint 80 diszacharid egységre emelkedhet. Maguk a diszacharidok kovalens módon kapcsolódnak a peptidekhez (a glikánszálak körül feltekerve), amelyek szintén keresztköthetők a többi glycan szálból kialakuló sejtekhez.
* az E. coli-ban a peptidoglikán több mint 80 százaléka monolírként létezik.,
* a peptidoglikán a sejtfal körülbelül 10% – át teszi ki Gram-negatív baktériumokban.
összehasonlítva a külső membránt nem tartalmazó Gram-pozitív baktériumokkal, a gram-negatív baktériumok peptidoglikán rétegét egy külső membrán veszi körül. Ezért a peptidoglikán réteg nem a sejtfal legkülső része ezekben a szervezetekben.,
bár több szempontból hasonlít a plazmamembránhoz, a kettő számos módon különbözik egymástól. Például a sejt (belső membrán) plazmamembránjához képest a lipopoliszacharidok Lipid A-ja, valamint a foszfolipidek a külső membrán kétrétegű szerkezetének külső szórólapját képezik.
* a lipid mellett a külső membrán Porin néven ismert membránfehérjét is tartalmaz. A fehérje elrendezése szabályozza a molekulák átjutását a membránon.,
lipopoliszacharidok
a gram negatív baktériumok egyik legmeghatározóbb jellemzője a lipopoliszacharid néven ismert komplex makromolekulák különböző formáinak jelenléte (LPS) – gram-negatív baktériumok endotoxinjaként is ismert. Különösen fontosak a baktériumok számára, mivel hozzájárulnak az organizmusok patogeneziséhez.,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)., A sejtfal különböző összetevőinek azonban számos más fontos funkciója is van a szervezet számára.
például a sejtfalban jelen lévő porinok olyan módon vannak összeállítva, amely szabályozó csatornákat hoz létre a sejtfalon. Itt ezek a fehérjék szabályozzák/szabályozzák a hidrofil molekulák mozgását a baktériumok külső membránján, csak lehetővé téve a 600 alatti molekulatömegű hidrofil molekulákat.,
a külső membrán anyagmozgásának szabályozása mellett a külső membrán számos funkcióban is részt vesz, beleértve a molekula jelzését, valamint többek között az enzimaktivitást.
ezen összetevők mellett a külső membrán egyik fontos összetevője a Gram negatív baktériumokban egy iszapréteg, amely lefedi a membránt. A membrán felületének lefedésével ez a laza iszap elrejti a membrán különböző összetevőit (például antigéneket) (amelyek aktiválhatják az immunsejt sejtjeit).,
a folyamat során, mint ilyen, védi a gazdaszervezet testében lévő szervezeteket, miközben elősegíti a patogenezist. Amellett, hogy védi a baktériumokat az immunsejtektől, ez az anyag megakadályozza a különböző gyógyszerek behatolását a sejtbe, ezáltal hozzájárulva a gyógyszerrezisztenciához a Gram-negatív baktériumok egyes fajai között.
A laza iszap mellett néhány sejt (mind Gram-negatív, mind Gram-pozitív baktériumok) kapszulákat (nagy molekulatömegű viszkózus poliszacharidokat) képez a felületükön., Míg a kapszula a külső membrán felületén Gram-negatív baktériumokban képződik, a Gram-pozitív baktériumok vastag peptidoglikán rétegén képződik.
ezekben a szervezetekben a kapszula, amely vastagsága legfeljebb 10um lehet, a virulenciát elősegítő sejteket kapszulázta. Mint a laza iszap, a kapszula, amely vastag gélként jelenik meg, nemcsak a sejt felületén található komponensek egy részét elrejti az immunsejtekből, hanem számos gyógyszerrel szembeni rezisztenciát is növeli.,
Gram-festés
Hans Christian Gram által kifejlesztett Gram-folt technika az egyik leggyakrabban használt módszer a Gram-pozitív és Gram-negatív baktériumok közötti megkülönböztetésre.
lényegében ez magában foglalja az elsődleges folt (például kristály ibolya), valamint a jódoldat használatát a baktériumok citoplazmájában jódfesték-komplex előállítására, amely lehetővé teszi a dekolorizációt követő két sejttípus megkülönböztetését.,
klinikai körülmények között ez különösen fontos, mivel lehetővé teszi nemcsak a baktériumfajok megkülönböztetését, hanem a fertőzés diagnosztizálását is.
minta előkészítés:
· egy pár kesztyűt és egy steril hurkot/sínt használva hozzon létre egy vékony filmet (kenetet) a mintából (pl.,s
· A 95% etanol, finoman decolorize a kenet – Elég, ha a legvékonyabb része a kenet jelenik meg, színtelen
· mossa meg a dia vízzel
· Árvíz a dia a másodlagos folt (Safranin) egy percig
· Lehetővé teszi a dia levegő szárítsa meg, majd a nézet alatt a mikroszkóp alatt olaj immerziós
Minden egyes lépés a minta előkészítése, festés gondosan kell követni annak érdekében, hogy jó eredményt., Például a hőrögzítés nemcsak a sejteket denaturálja, hanem a csúszdához is ragaszkodik.
ha nincs megfelelően rögzítve, akkor a sejtek könnyen lemoshatók a festési folyamat során. Továbbá a túlmelegedés károsítja a sejt szerkezetét, ami befolyásolhatja a végeredményt. Ezenkívül a túlzott elszíneződés végül eltávolíthatja az elsődleges foltot.,
Sejtfalszerkezet és Gram-folt
mikroszkóp alatt nézve a Gram-negatív és Gram-pozitív baktériumok eltérő eredményeket produkálnak. Míg a Gram-pozitív baktériumok lila / ibolyaszínűek lesznek (megtartva az elsődleges foltot: festék-jód komplex), a Gram-negatív baktériumok vörös/halványak lesznek, mert nem tartják meg az elsődleges foltot. Ezek a különbségek a két baktériumcsoport között a sejtfal szerkezetének különbségei miatt következnek be.,
a festési folyamat során az elsődleges folt (crystal violet) és a Gram jódja egy oldhatatlan komplexet (crystal violet-jód komplex) alkot a sejt belsejében. A dehidratáló szer (95% – os etanol) hozzáadásakor dehidratálja a Gram-pozitív baktériumok sejtfalát, ami zsugorodást okoz (a pórusok bezáródását is okozza).
zárt pórusokkal az oldhatatlan komplex csapdába esik a sejtben., Gram-negatív baktériumokban az etanol könnyen behatol ezen a felületen, és feloldja a külső membrán lipidkomponenseit. Ennek eredményeképpen a kristály lila-jód komplex könnyen elvész (eltávolítható) a sejtből.
a festés második fordulója alatt (másodlagos folt/ellennyomás segítségével: safranin) a gram negatív baktériumok pirosra festenek, mert a nyomvonal vörös színében vesznek részt. A Gram-pozitív baktériumok azonban nem veszik fel az ellentámadást, mivel a folt nem zavarja meg a sejtek elsődleges foltját.,
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 Huanga, Ranjan Mukhopadhyayb, Bingni Wena, Zemer Gitaia, and Ned S.
Wingreen. (2008). Sejtalak és sejtfalszerveződés Gram-negatív baktériumokban.
Marie-Pierre Chapot-Chartier és Saulius Kulakauskas. (2014). Sejtfal szerkezete és funkciója a tejsavbaktériumokban.
Omeed Sizar; Chandrashekhar G. Unakal. (2019). Gram Pozitív Baktériumok.
Yunusa Thairu, Idris Abdullahi Nasir, Yahaya Usman. (2014)., Laboratory perspective of gram staining and its significance in investigations of infectious diseases.
Links