bacteriën

bacteriën zijn eencellige prokaryoten die alom voorkomen in de natuur. Als zodanig, ze kunnen worden gevonden in verschillende soorten omgevingen (variërend van aquatisch tot de hete rotsen van de Mojave woestijn).

in deze omgevingen kunnen bacteriën in symbiose met andere organismen (bijv., Zoamastogopera gevonden in het spijsverteringsstelsel van termieten) of als parasitaire organismen die schade en ziekte kunnen veroorzaken in hun gastheren.

* bacteriën zouden de eerste levende organismen op aarde zijn geweest.

* hoewel bacteriën ziekten kunnen veroorzaken, zijn ze ook nuttig in de geneeskunde, de voedingsmiddelenindustrie en andere industrieën.

* bacteriën zijn noch planten noch dieren.,pirilli)

· op de wand bestaat uit peptidoglycan

· Sommige bacteriën te verplaatsen met behulp van een staart-achtige structuur die bekend staat als flagella

Gram-Positieve Bacteriën

Gram-positieve bacteriën zijn een groep van organismen die vallen onder de klasse van de Firmicutes (echter een paar soorten hebben een Gram-negatieve celwand structuur).,

in vergelijking met gramnegatieve bacteriën wordt deze groep bacteriën gekenmerkt door hun vermogen om de primaire vlek (Kristalviolet) tijdens gramkleuring vast te houden (wat een positief resultaat oplevert).

enkele voorbeelden van grampositieve bacteriën zijn:

Staphylococcus (bijv. Staphylococcus aureus) en Streptococcus bacteriën (bijv., Streptococcus pyogenes) – zijn cocci-bacteriën (sferisch) verantwoordelijk voor een aantal ziekten bij de mens

terwijl Staphylococcus aureus pyogene infecties kan veroorzaken zoals septische artritis, zijn Streptococcus pyogenes verantwoordelijk voor infecties zoals cellulitis, tonsillitis en reumatische koorts. In vergelijking met sommige bacillibacteriën zijn bacteriën niet-beweeglijk (gebrek aan motiliteitsorganen zoals flagella) en vormen ze geen sporen.,

grampositieve bacillen – onder andere bacteriën als Clostridia, Bacillus en Listeria. Terwijl sommige van de soorten worden gekenmerkt door hun vermogen om sporen te produceren (bijvoorbeeld Clostridia), anderen zoals Listeria niet. Bij de mens zijn deze organismen verantwoordelijk voor een aantal ziekten

zo is aangetoond dat Bacillus anthracis bij de mens Antrax veroorzaakt (zeldzaam bij de mens, maar vaak bij dieren).,

* Sommige grampositieve bacillen gebruiken flagella voor beweging (bijv. Listeria monocytogenes).,

Kenmerken van Gram-Positieve Bacteriën

De cel-wand van Gram-positieve bacteriën bestaat uit een aantal belangrijke onderdelen zijn:

Peptidoglycan

Gelegen buiten de cytoplasmatische membraan van de meeste bacteriën, de peptidoglycan is één van de belangrijkste componenten van de bacteriële celwand., Voor het grootste deel dient het om de celintegriteit van het organisme te handhaven door turgor druk te weerstaan.

bovendien draagt het bij aan de algemene vorm van een cel en biedt het ondersteuning voor verschillende componenten van de cel. In Grampositieve bacteriën, maakt peptidoglycaan omhoog tussen 50 en 90 van de celwand (tussen 20 en 80 nm in dikte). Door het plasmamembraan te omsluiten, verstrekt het een beschermende laag die de cel tegen lysis beschermt.,

Main components of peptidoglycan include:

· Glycan chains consisting of N-acetylglucosamine and N-acetylmuramic acid linked by β-1,4 bonds.,

· peptideketens – in peptidoglycaan zijn gekoppeld aan n-acetylmuraminezuur door covalente bindingen

* behalve de peptidoglycaanlagen, is de celwand van grampositieve bacteriën ook getoond om polysaccharidemolecules te bevatten. Enkele van de beste voorbeelden van deze bijkomende polymeren omvatten polysacchariden van C die in de celwand van streptokokkenbacteriën en peptidoglycolipiden en glycolipiden worden gevonden in de celwand van mycobacteriën.,

* afhankelijk van de soort kunnen peptidische ketens in samenstelling variëren. Bijvoorbeeld, terwijl de peptide kettingen direct verbonden door korte aminozuurketens zijn, neigen anderen om indirect verbonden te zijn.

* het peptidoglycaan is in een dynamische toestand gedurende de levensduur van de bacteriën.,

Teichoic Acid

behalve de peptidoglycaan lagen, de celwand bestaat ook uit moleculen bekend als teichoic zuren (polyol fosfaat polymeren). Hier vormen deze molecules lagen die loodrecht op de peptidoglycaanbladen lopen. Terwijl ze alleen worden gevonden in Gram positieve bacteriën, teichoic zuren worden alleen gevonden in sommige cellen van deze groep.,

in het algemeen zijn ze samengesteld uit ribitol/glycerol die met elkaar verbonden zijn door fosfodiësterbindingen. Enkele andere componenten van deze molecules omvatten glucose, N-acetylglucosamine, n-acetylgalactosamine, en D-alanine. De hoeveelheid/het niveau van deze substituente groepen varieert echter van groep tot groep.

behalve covalent verbonden te zijn met de peptidoglycaanlagen, kunnen de teichoëzuur ook verankerd zijn aan het plasmamembraan onder de peptidoglycaanlaag.,

hoewel de belangrijkste functie van deze moleculen niet goed bekend is, hebben studies aangetoond dat de fosfodiësterbindingen tussen de monomeren van teichoëzuur resulteren in de totale negatieve lading van de celwand van grampositieve bacteriën.

* hoewel de functie van teichoëzuur niet volledig is begrepen, hebben onderzoekers gesuggereerd dat zij betrokken zijn bij de regulering en opstelling van muramic acid subeenheden. Het is ook geassocieerd met antigene eigenschappen die bepaalde immune cellen activeren.,

lipiden

in de celwand van grampositieve bacteriën bestaat minder dan 5% van de celwand uit lipiden. Hier, spelen deze molecules de rol van het verankeren van het membraan.

gramnegatieve bacteriën

net als Grampositieve bacteriën zijn gramnegatieve bacteriën ook goed verspreid in verschillende omgevingen over de hele wereld. Overwegende E., coli onder andere Gram negatieve bacteriën kan worden gevonden in het maagdarmkanaal, een aantal soorten kan worden gevonden in mariene milieu ‘ s.

In vergelijking met gramnegatieve bacteriën behouden deze bacteriën de primaire vlek niet en zien ze er dus rood uit wanneer ze onder de microscoop worden bekeken.,

Enkele voorbeelden van Gram-negatieve bacteriën zijn:

· Gram-negatieve cocci – Enkele van de meest voorkomende Gram-negatieve cocci bacteriën zijn leden van het geslacht Neisseria (bijv. N. meningitidis en N. gonorroe) en Moraxella (bv. M. catarrhalis). Bij mensen zijn deze bacteriën verantwoordelijk voor ziekten als meningitis (veroorzaakt door N. meningitidis) en bronchopneumonie (veroorzaakt door M. catarrhalis).,

· gramnegatieve coccibacillen – in vergelijking met gramnegatieve coccibacillen zijn gramnegatieve coccibacillen korte staafjes (sferische coccibacillen tussenproducten). Zij omvatten een aantal soorten die verantwoordelijk zijn voor menselijke ziekten, waaronder; Haemophilus influenzae die ad pneumonie veroorzaken, Haemophilus ducreyi die genitale ulceratie veroorzaakt en Acinetobacter species die dergelijke wondziekten onder andere ziekten kunnen veroorzaken.,

· gramnegatieve bacillen – er zijn verschillende groepen gramnegatieve bacillen, waaronder die beschreven als anaeroob of aeroob. Afgezien van E. coli, omvatten enkele andere bacteriën geclassificeerd als gramnegatieve bacillen leden van de geslachten Fusobacterium en Bacteroides. Bij de mens zijn ze verantwoordelijk voor een aantal ziekten bij de mens, waaronder orale pleuropulmonale en infecties in het vrouwelijke geslachtsorgaan onder anderen.,

* volgens studies maken gramnegatieve bacteriën, onder leiding van E. coli, meer dan 70 procent van de urineweginfecties uit. Zie Urine-Analyse

Kenmerken van Gram-Negatieve Bacteriën

Als met Gram-positieve bacteriën, Gram-negatieve bacteriën bevatten ook de peptidoglycan polymeer in hun celwand., Terwijl dit polymeer dun is (2 tot 4 nanometers in dikte met enkel ongeveer 3 lagen van peptidoglycaan)in gramnegatieve bacteriën, is het ook samengesteld uit lange glycaanbundels die door peptide molecules worden gekruist. Deze samenstelling dient een aantal functies, waaronder het beschermen van de bacteriële cel tegen lysis.,

ontwikkeling van peptidoglycaan in gramnegatieve bacteriën

bij gramnegatieve bacteriën begint de ontwikkeling van peptidoglycaan met de polymerisatie van glycanen. Hier wordt het op koolhydraten gebaseerde polymeer gepolymeriseerd om strengen te vormen die uit ongeveer 100 subeenheden disaccharide bestaan.

bij E. coli is de lengteverdeling van de strengen breed (bestaande uit 20 tot 30 eenheden disachariden)., Nochtans, is dit grotendeels afhankelijk van een aantal factoren met inbegrip van milieuvoorwaarden, bacteriestammen, en de groeifase onder een paar anderen.

bij sommige van deze bacteriën kan deze lengte toenemen tot meer dan 80 disaccharide-eenheden. De disacchariden zelf zijn covalent verbonden met peptiden (die rond de glycaanbundels worden gewikkeld) die ook met die verbonden kunnen zijn die uit andere glycaanbundels naar voren komen.

* In E. coli bestaat meer dan 80 procent van het peptidoglycaan als monolaag.,

* peptidoglycaan maakt ongeveer 10% van de celwand van gramnegatieve bacteriën uit.

vergeleken met Grampositieve bacteriën zonder het uitwendige membraan, is de peptidoglycaanlaag in gramnegatieve bacteriën omgeven door een buitenmembraan. Om deze reden is de peptidoglycaanlaag niet het buitenste deel van de celwand in deze organismen.,

hoewel het in verschillende opzichten vergelijkbaar is met het plasmamembraan, zijn beide op een aantal manieren verschillend. Bijvoorbeeld, in vergelijking met het plasmamembraan van de cel (binnenmembraan), veroorzaakt lipide a van Lipopolysaccharides, samen met phospholipids de buitenblader van de bi-laagstructuur van het buitenmembraan.

* behalve het lipide bevat het buitenmembraan ook een membraaneiwit dat porine wordt genoemd. De regeling van deze proteã ne regelt de passage van molecules over het membraan.,

Lipopolysaccharides

Een van de meest bepalende kenmerk van Gram-negatieve bacteriën is de aanwezigheid van verschillende vormen van een complex macromoleculen bekend als lipopolysaccharide (LPS) – Ook wel bekend als endotoxins in Gram-negatieve bacteriën. Ze zijn vooral belangrijk voor bacteriën omdat ze bijdragen aan de pathogenese van de organismen.,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)., Nochtans, hebben diverse componenten van de celwand ook een aantal andere belangrijke functies voor het organisme.

porinen die aanwezig zijn in de celwand worden bijvoorbeeld op een manier geassembleerd die regulerende kanalen op de celwand creëert. Hier, regelen deze proteã nen de beweging van hydrofiele molecules over het buitenmembraan van de bacteriën, die slechts hydrofiele molecules van molecuulgewichten onder 600 toestaan.,

naast de regulatie van materiaalbewegingen over het buitenmembraan is het buitenmembraan ook betrokken bij een aantal functies, waaronder het signaleren van moleculen en enzymactiviteiten.

naast deze componenten is een van de andere belangrijke componenten van het buitenmembraan in gramnegatieve bacteriën een slijmlaag die het membraan bedekt. Door het oppervlak van dit membraan te bedekken, verbergt dit losse slijm verschillende componenten (b.v. antigenen) van het membraan (die cellen van de immuuncel kunnen activeren).,

tijdens het proces beschermt het de organismen in het lichaam van de gastheer en bevordert het de pathogenese. Naast het beschermen van de bacteriën tegen immuuncellen, voorkomt deze stof ook de penetratie van verschillende geneesmiddelen in de cel, waardoor wordt bijgedragen aan resistentie tegen geneesmiddelen bij sommige soorten gramnegatieve bacteriën.

behalve los slijm is aangetoond dat sommige cellen (zowel gramnegatieve als Grampositieve bacteriën) capsules (bestaande uit viskeuze polysachariden met een hoog molecuulgewicht) op hun oppervlak vormen., Terwijl de capsule op de oppervlakte van het buitenmembraan in gramnegatieve bacteriën wordt gevormd, wordt het op de dikke peptidoglycanlaag in Grampositieve bacteriën gevormd.

In deze organismen omhulde de capsule, die tot 10um dik kan zijn, de cellen die virulentie bevorderen. Net als het losse slijm, de capsule, die verschijnt als een dikke gel, verbergt niet alleen een aantal van de componenten op het celoppervlak van immuuncellen, maar verhoogt ook de weerstand tegen een aantal geneesmiddelen.,

gramkleuring

gramkleuring techniek is ontwikkeld door Hans Christian Gram en is een van de meest gebruikte methoden om grampositieve en gramnegatieve bacteriën te differentiëren.

in wezen gaat het hierbij om het gebruik van een primaire vlek (bijvoorbeeld kristalviolet) en jodiumoplossing om een jodiumkleurcomplex in het cytoplasma van de bacteriën te produceren dat het mogelijk maakt om na ontkleuring onderscheid te maken tussen de twee soorten cellen.,

in een klinische setting is dit vooral belangrijk omdat het het mogelijk maakt om niet alleen onderscheid te maken tussen bacteriesoorten, maar ook om een infectie te diagnosticeren.

Procedure

monstervoorbereiding:

· maak met een paar handschoenen en een steriele lus / spalk een dunne film (uitstrijkje) van het monster (bijv.,s

· Met 95 procent ethanol, voorzichtig decolorize het uitstrijkje – Stop zodra het dunste gedeelte van het uitstrijkje wordt weergegeven kleurloos

· Voorzichtig te wassen van de schuif met water

· Overstroming van de dia met de secundaire vlek (Safranin) voor ongeveer een minuut

· Laat de schuif aan de lucht drogen, dan bekijken onder de microscoop het kader van olie-immersie

Elke stap in het prepareren en vlekken moeten zorgvuldig worden opgevolgd om het bekomen van goede resultaten., Warmtebevestiging denatureert bijvoorbeeld niet alleen de cellen, maar hecht ze ook aan de dia.

als deze niet goed is bevestigd, kunnen de cellen gemakkelijk worden weggespoeld tijdens het kleurproces. Ook veroorzaakt oververhitting schade aan de structuur van de cel die de eindresultaten zou beïnvloeden. Ook, overmatige ontkleuring kan uiteindelijk het verwijderen van de primaire vlek.,

Celwandstructuur en Gramkleur

wanneer onder de microscoop bekeken, zullen gramnegatieve en grampositieve bacteriën verschillende resultaten opleveren. Terwijl Grampositieve bacteriën paars / violet zullen verschijnen (nadat ze de primaire vlek hebben behouden: kleurstof-jodiumcomplex), zullen Grampositieve bacteriën rood/bleek verschijnen omdat ze de primaire vlek niet behouden. Deze verschillen tussen de twee groepen bacteriën zijn toe te schrijven aan de verschillen in hun celwandstructuur.,

tijdens het kleuringsproces vormen de primaire vlek (kristalviolet) en Gram-jodium een onoplosbaar complex (kristalviolet-jodiumcomplex) in de cel. Wanneer het dehydraterende middel (95 procent ethanol) wordt toegevoegd, dehydrateert het de celwand van Gram positieve bacteriën waardoor het krimpen (ook waardoor de poriën te sluiten).

wanneer de poriën gesloten zijn, wordt het onoplosbare complex gevangen in de cel., In gramnegatieve bacteriën dringt ethanol gemakkelijk door dit oppervlak en lost de lipidecomponenten van het buitenmembraan op. Hierdoor wordt het kristalviolet-jodiumcomplex gemakkelijk uit de cel verloren (verwijderd).

tijdens de tweede kleuringronde (met behulp van de secundaire kleuring/counterstain: safranine) gramnegatieve bacteriën kleuren rood omdat ze de rode kleur van de counterstain innemen. Grampositieve bacteriën nemen echter de tegenvlek niet op, aangezien de vlek de primaire vlek in de cellen niet verstoort.,

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, and Ned S.

Wingreen. (2008). Celvorm en celwandorganisatiein Gram-negatieve bacteriën.

Marie-Pierre Chapot-Chartier en Saulius Kulakauskas. (2014). Celwandstructuur en functie in melkzuurbacteriën.

Omeed Sizar; Chandrashekhar G. Unakal. (2019). Gram Positieve Bacteriën.

Yunusa Thairu, Idris Abdullahi Nasir, Yahaya Usman. (2014)., Laboratory perspective of gram staining and its significance in investigations of infectious diseases.

Links