Oversikt
for Å identifisere Gram positive og Gram negative bakterier en rekke tilnærminger er brukt til å klassifisere/identifisere organismer. I klinisk mikrobiologi, fenotypiske å skrive ordninger (spesielt Gram-farging) er noen av de mest vanlige og effektive teknikker for identifikasjon av bakterier.,
Oppdaget i 1884, gramfarging teknikken har vist seg å være en av de mest nyttige fenotypiske klassifisering systemer gjennom bakterier som kan identifiseres basert på deres farging egenskaper og generelle morfologien. Ved hjelp av denne teknikken, bakterier er klassifisert som enten Gram positive og Gram-negativ.,iv id=»fc46f07a99″>forskjellen mellom de to gruppene er som et resultat av en rekke kjemiske/overflate strukturer som inkluderer:
- Teichoic Syrer
- Lipopolysaccharides
- Peptidoglycans
- Lipoteichoic Syrer
* Mens Gram positive og Gram negative bakterier er av klinisk betydning, ikke alle bakterier i disse gruppene er skadelig/forårsake sykdom.,
Bakterier
Bakterier er encellede prokaryotes allestedsnærværende i naturen. Som sådan, de kan bli funnet i ulike typer miljøer (alt fra akvatiske til varme steiner i Mojave-Ørkenen).
I disse miljøene, bakterier kan finnes frittlevende organismer (lage sin egen mat eller drikke døde økologisk rolle etc.), i symbiose med andre organismer (f.eks., Zoamastogopera funnet i fordøyelseskanal system av termites) eller som parasittiske organismer som kan forårsake skade og sykdom i sine verter.
* Bakterier er antatt å ha vært den første levende organismer på jorden.
* Mens bakterier kan forårsake sykdom, de er også nyttig i medisin, mat og andre næringer.
* Bakterier er verken planter eller dyr.,pirilli)
· veggen Deres består av peptidoglycan
· Noen bakterier flytte ved hjelp av en hale-lignende struktur kjent som flagella
Gram Positive Bakterier
Gram positive bakterier er en gruppe av organismer som faller inn under den phylum Firmicutes (men en del arter har en Gram-negativ cellevegg struktur).,
i forhold til Gram-negativ bakterier, denne gruppen av bakterier er preget av deres evne til å beholde den primære flekken (Krystall fiolett) i løpet av Gram-farging (noe som gir et positivt resultat).
Noen eksempler av Gram positive bakterier er:
Staphylococcus (for eksempel Staphylococcus aureus) og Streptococcus bakterier (f.eks., Streptococcus pyogenes) – er cocci bakterier (sfærisk) ansvarlig for en rekke sykdommer hos mennesker
Mens Staphylococcus aureus kan forårsake slike pyogenic infeksjoner som septisk artritt, Streptococcus pyogenes er ansvarlig for slike infeksjoner som cellulitis, betennelse i mandlene, og revmatisk feber. I forhold til noen av staver, bakterier, bakterier er ikke-motile (mangel motilitet organer som flagella) og ikke danner sporer.,
Gram-positive staver, – inkluderer slike bakterier som Clostridia, Bacillus, og Listeria blant andre. Mens noen av artene er karakterisert ved sin evne til å produsere sporer (f.eks. Clostridia), andre som Listeria ikke. I menneskelige vesener, disse organismene er ansvarlig for en rekke sykdommer
For eksempel, Bacillus anthracis har vist seg å føre til anthrax hos mennesker (sjelden hos mennesker, men vanlig i dyr).,
* Noen av Gram-positive staver bruk flagella for bevegelse (for eksempel Listeria monocytogenes).,
Egenskaper av Gram Positive Bakterier
celle-vegg av Gram positive bakterier består av en rekke viktige komponenter som inkluderer:
Peptidoglycan
Ligger utenfor den cytoplasmatiske membranen i de fleste bakterier, peptidoglycan er en av de viktigste komponentene av bakterielle cellevegg., For det meste, det tjener til å opprettholde celle integritet av organismen med å motstå turgor press.
Videre, det bidrar til den generelle formen på en celle i tillegg til å gi støtte til ulike komponenter i cellen. I Gram-positive bakterier, peptidoglycan gjør opp mellom 50 og 90 av cellen vegg (mellom 20 og 80 nm i tykkelse). Ved å kapsle inn plasma membran, det gir et beskyttende lag som beskytter cellen fra lyse.,
Main components of peptidoglycan include:
· Glycan chains consisting of N-acetylglucosamine and N-acetylmuramic acid linked by β-1,4 bonds.,
· Peptid kjeder – i peptidoglycan er knyttet til N-acetylmuramic syre av covalent obligasjoner
* Bortsett fra peptidoglycan lag, celleveggen av Gram positive bakterier har også vist seg å inneholde polysakkarid molekyler. Noen av de beste eksemplene på disse tilbehør polymerer inkluderer C polysakkarider som finnes i celleveggen av streptokokker bakterier og peptidoglycolipids og glycolipids finnes i celleveggen av Mykobakterier.,
* Avhengig av art, peptidic kjeder kan variere i komposisjoner. For eksempel, mens peptid kjedene er direkte kors-knyttet sammen gjennom korte amino-syre kjeder, andre har en tendens til å være indirekte kors-knyttet sammen.
* Den peptidoglycan er i en dynamisk tilstand i livet span av bakterier.,
Teichoic Syre
Bortsett fra peptidoglycan lag, celleveggen består også av molekyler kjent som teichoic syrer (polyol fosfat polymerer). Her, disse molekylene danner lag som går loddrett til peptidoglycan ark. Mens de er bare funnet i Gram positive bakterier, teichoic syrer er bare funnet i noen celler av denne gruppen.,
Generelt, de er sammensatt av ribitol/glyserol som er koblet til hverandre ved phosphodiester obligasjoner. Noen av de andre komponentene av disse molekylene inkluderer glukose, N-acetylglucosamine, N-acetylgalactosamine, og D-alanin. Men mengden/nivå av disse substituent grupper varierer fra én gruppe til en annen.
Bortsett fra å være kovalent bundet til peptidoglycan lag, teichoic syrer kan også være forankret til plasma membran som ligger under peptidoglycan lag.,
Mens den viktigste funksjonen av disse molekylene er ikke godt forstått, studier har vist phosphodiester obligasjoner som knytter monomers av teichoic syre til å resultere i den generelle negativ ladning av cellen vegg av Gram positive bakterier.
* når funksjonen av teichoic syrer er ikke fullt ut forstått, forskere har antydet at de er involvert i regulering og tilrettelegging av muramic syre sub-enheter. Det har også vært forbundet med antigene egenskaper som aktiverer gitt immunceller.,
Lipider
I celleveggen av Gram positive bakterier, lipid innhold utgjør mindre enn 5 prosent av celleveggen. Her, disse molekylene spille rollen forankring membranen.
Gram-Negativ Bakterier
Liker Gram positive bakterier, Gram negative bakterier er også godt fordelt i forskjellige miljøer over hele verden. Mens E., coli blant andre Gram-negativ bakterier kan finnes i mage-tarmkanalen, en rekke arter kan bli funnet i marine miljøer.
i Forhold til Gram-negativ bakterier, disse bakteriene er ikke beholde den primære flekken og dermed vises røde når de ses i mikroskop.,
Noen eksempler på Gram negative bakterier er:
· Gram-negativ cocci – Noen av de vanligste Gram-negativ cocci bakterier omfatter medlemmer av slekten Neisseria (f.eks. N. meningitidis og N. gonoré) og Moraxella (f.eks. M. catarrhalis). I menneskelige vesener, disse bakteriene er ansvarlig for slike sykdommer som hjernehinnebetennelse (forårsaket av N. meningitidis) og bronchopneumonia (forårsaket av M. catarrhalis).,
· Gram-negativ coccibacilli – i forhold til Gram-negativ cocci bakterier, Gram-negativ coccibacilli er korte stenger (intermediater sfærisk cocci og staver, stenger). De omfatter en rekke arter som er ansvarlig for menneskelige sykdommer, inkludert; Haemophilus influenzae som forårsaker ad lungebetennelse, Haemophilus ducreyi som forårsaker genital sårdannelse og Acinetobacter arter i stand til å forårsake slike sår sykdommer blant andre sykdommer.,
· Gram negative staver – Det er ulike grupper av Gram negative staver, bakterier, inkludert de som er beskrevet som Anaerob eller Aerob. Bortsett fra E. coli, noen av de andre bakteriene klassifisert som Gram negative staver omfatter medlemmer av slektene Fusobacterium og Bacteroides. I menneskelige vesener, de er ansvarlig for en rekke sykdommer, inkludert muntlig pleuropulmonary og infeksjoner i female genital område blant andre.,
* Ifølge studier, Gram-negativ bakterier, ledet av E. coli, utgjør over 70 prosent av urin-skrift infeksjoner. Se Urin Analyse
Egenskaper av Gram Negativ Bakterier
Som med Gram-positive bakterier, Gram-negativ bakterier også inneholde peptidoglycan polymer i sin celle veggen., Mens dette polymer er tynn (2 til 4 nanometer i tykkelse med bare om lag 3 lag av peptidoglycan) i Gram-negativ bakterier, det er også sammensatt av lange glycan tråder som er cross-linked av peptid-molekyler. Denne sammensetningen serverer en rekke funksjoner, inkludert å beskytte bakteriell celle fra lyse.,
Utvikling av peptidoglycan i Gram-negativ bakterier
I Gram-negativ bakterier, utvikling av peptidoglycan har vist seg å starte med polymerisering av glycans. Her, karbohydrat-basert polymer er polymerisert å danne tråder som består av ca 100 underenhetene av disaccharide.
I E. coli, lengden distribusjon av strendene er brede (som består av mellom 20 og 30 enheter av disaccharides)., Dette er imidlertid i stor grad avhengig av en rekke faktorer, inkludert miljømessige forhold, bakterielle stammer, og vekstfasen blant noen andre.
I noen av disse bakteriene, denne lengden kan øke til over 80 disaccharide enheter. Den disaccharides seg selv er kovalent bundet til peptider (tvinnet rundt glycan tråder) som kan også være cross-knyttet til de fremvoksende fra andre glycan tråder.
* I E. coli, over 80 prosent av peptidoglycan eksisterer som en monolayer.,
* Peptidoglycan utgjør ca 10 prosent av cellen vegg i Gram-negativ bakterier.
i Forhold til Gram positive bakterier som mangler den ytre membranen, og det peptidoglycan lag i Gram-negative bakterier er omgitt av en ytre membran. På grunn av dette, peptidoglycan laget er ikke den ytterste delen av cellen vegg i disse organismene.,
Selv om det er lignende til plasma membran i flere henseender, de to er forskjellige på en rekke måter. For eksempel, i forhold til plasma membran av cellen (indre membran), Lipid En av Lipopolysaccharides, sammen med fosfolipider produsere den ytre pakningsvedlegget av bi-lags struktur i den ytre membran.
* Bortsett fra lipid, den ytre membranen inneholder også en membran protein kjent som porin. Arrangement av dette proteinet regulerer passering av molekyler over membranen.,
Lipopolysaccharides
En av de mest definerende karakteristikk av Gram negative bakterier er tilstedeværelsen av forskjellige former av et komplekst macromolecule kjent som lipopolysaccharide (LPS) – Også kjent som endotoxins i Gram-negativ bakterier. De er særlig viktige for bakterier i at de bidrar til å patogenesen av organismer.,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 ulike delene av cellen vegg har også en rekke andre viktige funksjoner for organismen.
For eksempel, porins finnes i celleveggen som er satt sammen på en måte som skaper regulerende-tv på cellen vegg. Her, disse proteinene styre/regulere bevegelse av hydrofile molekyler over den ytre membran av bakterier, bare slik at hydrofile molekyler i molekylær-vekt under 600.,
Bortsett fra regulering av materiale bevegelse over den ytre membran, den ytre membran er også involvert i en rekke funksjoner, inkludert molekyl signalanlegg samt enzym aktiviteter blant andre.
I tillegg til disse komponentene, en av de andre viktige komponenter i den ytre membran i Gram-negative bakterier er en slim-lag som dekker membranen. Ved å dekke overflaten av denne membranen, og dette løst slim skjuler ulike komponenter (f.eks. antigener) av membran (som kan aktivere cellene i immunforsvaret celle).,
I prosessen, som det beskytter organismer i kroppen av verten mens fremme patogenesen. Bortsett fra å beskytte bakterier fra immunceller, dette stoffet også hindrer inntrengning av ulike rusmidler i cellen og dermed bidrar til resistens hos noen arter av Gram-negativ bakterier.
Bortsett fra løst slim, noen av cellene (både Gram-negative og Gram positive bakterier) har vist seg å danne kapsler (bestående av høy molekylær-vekt tyktflytende polysakkarider) på overflaten., Mens kapselen er dannet på overflaten av den ytre membran i Gram-negativ bakterier, det er dannet på den tykke peptidoglycan lag i Gram-positive bakterier.
I disse organismene, kapsel, som kan være opp til 10um i tykkelse, innkapslet cellene fremme virulence. Som løst slim, kapsel, som vises som en tykk gel, ikke bare skjuler noen av komponentene ligger på celleoverflaten fra immunceller, men øker også motstand mot en rekke stoffer.,
Gram-Farging
Utviklet av Hans Christian Gram, gramfarging teknikken er en av de mest brukte metodene for å skille mellom Gram-positive og Gram-negative bakterier.
Egentlig, dette innebærer bruk av en primær flekken (f.eks. krystall fiolett) samt jod-løsning for å produsere et jod-dye-komplekset i cytoplasma av bakterier som gjør det mulig å skille mellom de to typer celler følgende decolorization.,
I en klinisk setting, dette er spesielt viktig i at det gjør det mulig ikke bare å skille mellom bakteriell arter, men også for diagnostisering av en infeksjon.
Prosedyre
klargjøring:
· ved Hjelp av et par hansker og et sterilt loop/skinne, oppretter du en tynn film (smøre) av prøven (f.eks.,s
· Bruker 95 prosent etanol, forsiktig decolorize den smør – Stopp når den tynneste delen av smøre vises fargeløs
· Forsiktig vask lysbilde med vann
· Flom dekselet med den sekundære flekken (Safranin) for omtrent et minutt
· Gi lysbilde til tørk deretter vise under mikroskopet under olje nedsenking
Hvert trinn i prøveopparbeidelse og flekker bør være nøye følges for å oppnå gode resultater., For eksempel, varme fikse ikke bare denatures cellene, men også fester dem til side.
Hvis ikke skikkelig fast, så de cellene som kan vaskes bort under fargeprosessen. Også, blir overopphetet, som fører til skade på strukturen av cellen som vil kunne påvirke sluttresultatet. Så vel, overdreven decolorization kan ende opp med å fjerne den primære flekken.,
cellevegg Struktur og gramfarging
Når den vises under mikroskopet, Gram-negative og Gram positive bakterier vil gi forskjellige resultater. Mens Gram positive bakterier vil vises lilla/fiolett (etter å ha beholdt den primære flekken: dye-jod-komplekset), Gram-negativ bakterier vises rødt/blek fordi de ikke beholde den primære flekken. Disse forskjellene mellom de to gruppene av bakterier er på grunn av forskjeller i celleveggen struktur.,
Under fargeprosessen, det primære flekken (crystal violet) og Gram Jod er kombineres for å danne et uløselig komplekse (crystal violet-jod-komplekset) inne i cellen. Når tørke agent (95 prosent etanol) er lagt, det tørker celleveggen av Gram positive bakterier som forårsaker den til å krympe (også forårsaker porene lukkes).
Med porene lukkes, ikke oppløselig komplekset er fanget i cellen., I Gram-negative bakterier, etanol lett penetrerer overflaten og oppløses lipid komponenter i den ytre membran. Som et resultat, crystal violet-jod-komplekset er lett gå tapt (fjernet) fra cellen.
Under den andre runden av flekker (ved å bruke den sekundære beis/counterstain: safranin) Gram-negativ bakterier røde flekken fordi de tar i rød farge av counterstain. Imidlertid, Gram-positive bakterier ikke ta opp counterstain gitt at flekken ikke forstyrre den primære flekken i cellene.,
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). Cellen form og celle-vegg organizationin Gram-negative bakterier.
Marie-Pierre Chapot-Chartier og Saulius Kulakauskas. (2014). Celleveggen struktur og funksjon i melkesyre bakterier.
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