Prezentare
Pentru a identifica bacteriile Gram pozitive și Gram negative o serie de abordări sunt utilizate pentru a clasifica/identificarea organismelor. În microbiologia clinică, schemele de tipare fenotipice (în special colorarea Gram) sunt unele dintre cele mai comune și eficiente tehnici de identificare a bacteriilor.,
Descoperită în 1884, colorație Gram tehnica s-a dovedit a fi una dintre cele mai utile fenotipice sisteme de clasificare prin care bacteriile pot fi identificate pe baza lor proprietăți de colorare și generale de morfologie. Folosind această tehnică, bacteriile sunt clasificate fie ca Gram pozitive, fie Gram negative.,iv id=”fc46f07a99″>diferența dintre Cele două grupuri este ca urmare a unui număr de substanțe chimice/structuri de suprafață, care includ:
- Teichoic Acizi
- Lipopolysaccharides
- Peptidoglycans
- Lipoteichoic Acizi
* în Timp ce bacteriile Gram pozitive și Gram negative sunt semnificative clinic, nu toate bacteriile din aceste grupuri sunt dăunătoare/provoca o boala.,
Bacterii
Bacterii sunt unicelulare procariote omniprezent în natură. Ca atare, ele pot fi găsite în diferite tipuri de medii (de la acvatice la rocile fierbinți ale deșertului Mojave).
în aceste medii, bacteriile pot exista ca organisme vii libere (făcându-și propria hrană sau hrănindu-se cu materie organică moartă etc.), în simbioză cu alte organisme (de ex., Zoamastogopera găsite în sistemul digestiv al termitelor) sau ca organisme parazitare care pot provoca daune și boli în gazdele lor.
* Bacterii se crede că au fost primele organisme vii de pe pământ.
* în Timp ce bacterii pot provoca boli, ele sunt, de asemenea, util în medicamente, alimente și alte industrii.
* Bacteriile sunt nici plante, nici animale.,pirilli)
· peretele Lor este format din peptidoglicanului
· Unele bacterii deplasa folosind o coada-ca structură cunoscută sub numele de flagella
Bacteriile Gram Pozitive
bacteriile Gram pozitive sunt un grup de organisme care se încadrează în încrengătura Firmicutes (cu toate acestea, câteva specii au un Gram negative peretele celular structura).,
față de bacteriile Gram-negative, acest grup de bacterii este caracterizat prin capacitatea lor de a retine primar pata (Cristal violet) în timpul colorării Gram (a da un rezultat pozitiv).
Câteva exemple de bacteriile Gram pozitive includ:
Stafilococ (de exemplu, Staphylococcus aureus) și Streptococcus bacterii (ex., Streptococcus pyogenes) – sunt coci bacterii (sferică), responsabil pentru o serie de boli de ființe umane
în timp ce Staphylococcus aureus poate provoca astfel infecții piogene ca artrita septica, Streptococcus pyogenes sunt responsabile de infecții, cum ar fi celulită, amigdalită, și febra reumatică. În comparație cu unele dintre bacteriile bacili, bacteriile sunt non-motile (lipsesc organele de motilitate, cum ar fi flagelul) și nu formează spori.,
bacili Gram-pozitivi – includ bacterii, cum ar fi Clostridia, Bacillus, și Listeria, printre altele. În timp ce unele dintre specii sunt caracterizate prin capacitatea lor de a produce spori (de exemplu, Clostridia), altele ca Listeria nu. De ființe umane, aceste organisme sunt responsabile pentru o serie de boli
De exemplu, Bacillus anthracis a fost demonstrat de a provoca antrax de ființe umane (rare ființe umane, dar frecvente la animale).,
* Unii bacili Gram-pozitivi utilizați flagella pentru mișcare (de exemplu, Listeria monocytogenes).,
Caracteristici ale Bacteriilor Gram Pozitive
celula-peretele bacteriilor Gram pozitive constă dintr-un număr de componente importante, care includ:
Peptidoglicanului
Situat în afara membranei citoplasmatice de cele mai multe bacterii, peptidoglicanul este una dintre principalele componente ale peretelui celular bacterian., În cea mai mare parte, servește la menținerea integrității celulare a organismului prin rezistența la presiunea turgorului.
în plus, contribuie la forma generală a unei celule, pe lângă furnizarea de suport pentru diverse componente ale celulei. În bacteriile Gram pozitive, peptidoglicanul reprezintă între 50 și 90 din peretele celular (între 20 și 80 nm în grosime). Prin închiderea membranei plasmatice, aceasta asigură un strat protector care protejează celula de liză.,
Main components of peptidoglycan include:
· Glycan chains consisting of N-acetylglucosamine and N-acetylmuramic acid linked by β-1,4 bonds.,
· lanțuri de Peptide – în peptidoglicanului sunt legate de N-acetylmuramic acid prin legături covalente,
* în Afară de peptidoglicanului straturi, peretele celular al bacteriilor Gram pozitive a fost de asemenea dovedit a conține molecule polizaharidice. Unele dintre cele mai bune exemple ale acestor polimeri accesorii includ polizaharidele C găsite în peretele celular al bacteriilor streptococi și peptidoglicolipide și glicolipide găsite în peretele celular al micobacteriilor.,
* în Funcție de specie, lanțuri peptidice pot varia în compoziții. De exemplu, în timp ce lanțurile peptidice sunt direct reticulate prin lanțuri scurte de aminoacizi, altele tind să fie indirect reticulate.
* peptidoglicanul este într-o stare dinamică pe durata de viață a bacteriilor.,
Acid Teichoic
în Afară de peptidoglicanului straturi, peretele celular constă, de asemenea, molecule cunoscute ca teichoic acizi (poliol fosfat de polimeri). Aici, aceste molecule formează straturi care rulează perpendicular pe foile de peptidoglican. În timp ce se găsesc doar în bacterii Gram pozitive, acizii teichoici se găsesc doar în unele celule din acest grup.,
în General, ele sunt compuse din ribitol/glicerol, care sunt unite unul de altul prin phosphodiester obligațiuni. Unele dintre celelalte componente ale acestor molecule includ glucoza, n-acetilglucozamina, N-acetilgalactozamina și D-Alanina. Cu toate acestea, cantitatea/nivelul acestor grupuri substituente variază de la un grup la altul.
în Afară de a fi legată covalent la peptidoglicanului straturi, teichoic acizi pot fi, de asemenea, ancorate la membrana plasmatică situat sub peptidoglicanului strat.,
în Timp ce funcția principală a acestor molecule nu sunt bine înțelese, studiile au arătat phosphodiester obligațiuni legarea monomerilor de acid teichoic la rezultat în general negativ responsabil de peretele celular al bacteriilor Gram pozitive.
* în Timp ce funcția de teichoic acizi nu este pe deplin înțeles, cercetătorii au sugerat că acestea sunt implicate în reglementarea și amenajarea de muramic sub-unități. De asemenea, a fost asociat cu proprietăți antigenice care activează celulele imune date.,
Lipide
În peretele celular al bacteriilor Gram pozitive, conținutul de lipide reprezintă mai puțin de 5 la sută din peretele celular. Aici, aceste molecule joacă rolul de ancorare a membranei.
Bacteriilor Gram-Negative,
Cum ar fi bacteriile Gram pozitive, Gram negative sunt, de asemenea, bine distribuite în diferite medii de pe glob. Întrucât E., coli printre alte bacterii Gram negative pot fi găsite în tractul gastro-intestinal, o serie de specii pot fi găsite în mediile marine.
comparativ cu bacteriile Gram negative, aceste bacterii nu rețin pata primară și astfel apar roșii atunci când sunt privite sub microscop.,
Câteva exemple de bacteriile Gram-negative includ:
· coci Gram-negativi – Unele dintre cele mai comune coci Gram-negative bacteria include membrii din genul Neisseria (de exemplu, N. meningitidis și N. gonoree) și Moraxella (de exemplu, M. catarrhalis). La om, aceste bacterii sunt responsabile pentru boli cum ar fi meningita (cauzată de N. meningitidis) și bronhopneumonia (cauzată de M. catarrhalis).,
· Gram negative coccibacilli – comparativ cu coci Gram-negative, bacterii, germeni Gram negativi coccibacilli sunt tije scurte (intermediari sferice coci și bacili tije). Acestea includ o serie de specii responsabile pentru bolile umane, inclusiv; Haemophilus influenzae care provoacă pneumonie ad, Haemophilus ducreyi care provoacă ulcerații genitale și specii de Acinetobacter capabile să provoace astfel de boli ale rănilor printre alte boli.,
· bacilii Gram negativi – Există diferite grupuri de bacilii Gram negativi bacterii, inclusiv cele descrise fi Aerobă sau Anaerobă. În afară de E. coli, unele dintre celelalte bacterii clasificate ca bacili gram negativi includ membri ai genurilor Fusobacterium și Bacteroides. La oameni, aceștia sunt responsabili pentru o serie de boli umane, inclusiv pleuropulmonare orale și infecții la nivelul tractului genital feminin, printre altele.,
* Conform studiilor, bacteriile Gram-negative, condus de E. coli, reprezintă peste 70% din infecțiile tractului urinar. A se vedea Analiza de Urina
Caracteristici ale Bacteriilor Gram-Negative,
Ca cu bacteriile Gram pozitive, Gram negative conține, de asemenea, peptidoglicanului polimer în perete celular., În timp ce acest polimer este subțire (de la 2 la 4 nanometri grosime, cu doar aproximativ 3 straturi de peptidoglicanului) în bacteriile Gram-negative, este, de asemenea, compus din timp glycan firele care sunt legate de molecule de peptide. Această compoziție servește o serie de funcții, inclusiv protejarea celulei bacteriene de liză.,
Dezvoltarea peptidoglicanului în bacteriile Gram-negative
În bacteriile Gram-negative, dezvoltarea peptidoglicanului a fost demonstrat pentru a începe cu polimerizarea glicanii. Aici, polimerul pe bază de carbohidrați este polimerizat pentru a forma fire constând din aproximativ 100 de subunități de dizaharidă.
în E. coli, distribuția lungimii firelor este largă (constând între 20 și 30 de unități de dizaharide)., Cu toate acestea, acest lucru depinde în mare măsură de o serie de factori, inclusiv condițiile de mediu, tulpinile bacteriene și faza de creștere printre alte câteva.
în unele dintre aceste bacterii, această lungime poate crește la peste 80 de unități dizaharidice. La dizaharide înșiși sunt legate covalent la peptide (rana este toroane) care poate fi, de asemenea, cross-legate de cele în curs de dezvoltare din alte glycan fire.
* În E. coli, peste 80 la sută din peptidoglicanului există ca un monostrat.,
* Peptidoglicanul reprezintă aproximativ 10 la sută din peretele celular la bacteriile Gram-negative.
Față de bacteriile Gram pozitive care lipsa externă a membranei, peptidoglicanului strat în bacteriile Gram-negative este înconjurat de o membrana exterioara. Din acest motiv, stratul peptidoglican nu este partea cea mai exterioară a peretelui celular din aceste organisme.,
deși este similar cu membrana plasmatică în mai multe privințe, cele două sunt diferite în mai multe moduri. De exemplu, în comparație cu membrana plasmatică a celulei (membrana interioară), lipida a a Lipopolizaharidelor, împreună cu fosfolipidele produc broșura exterioară a structurii bi-strat a membranei exterioare.
* în Afară de lipide, membrana externă conține, de asemenea, o membrana de proteine cunoscut sub numele de porin. Aranjamentul acestei proteine reglează trecerea moleculelor peste membrană.,
Lipopolysaccharides
Una dintre cele mai definitorii ale bacteriilor Gram-negative este prezența de forme diferite dintr-un complex macromoleculă cunoscut sub numele de lipopolysaccharide (LPS) – de Asemenea, cunoscut sub numele de endotoxine în bacteriile Gram-negative. Ele sunt deosebit de importante pentru bacterii prin faptul că contribuie la patogeneza organismelor.,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)., Cu toate acestea, diferite componente ale peretelui celular au, de asemenea, o serie de alte funcții importante pentru organism.
De exemplu, porins prezent în peretele celular sunt asamblate într-un mod care creează reglementare canale pe perete celular. Aici, aceste proteine controlează / reglează mișcarea moleculelor hidrofile pe membrana exterioară a bacteriilor, permițând doar molecule hidrofile cu greutăți moleculare sub 600.,
în Afară de regulamentul de material mișcare de-a lungul membranei exterioare, membrana exterioară este, de asemenea, implicat într-o serie de funcții, inclusiv de molecule de semnalizare precum și activitățile enzimatice, printre altele.
În plus față de aceste componente, una de alte componente importante ale membranei externe la bacteriile Gram-negative este un strat de noroi care acoperă membrana. Prin acoperirea suprafeței acestei membrane, acest slime liber ascunde diferite componente (de exemplu, antigene) ale membranei (care pot activa celulele celulei imune).,
în acest proces, ca atare, protejează organismele din corpul gazdei, promovând în același timp patogeneza. În afară de protejarea bacteriilor de celulele imune, această substanță previne, de asemenea, penetrarea diferitelor medicamente în celulă, contribuind astfel la rezistența la medicamente în rândul unor specii de bacterii Gram negative.
în Afară de libertate noroi, unele celule (atât Gram-negative și Gram-pozitive bacterii) au demonstrat formă de capsule (format de înaltă greutate moleculară vâscos polizaharide) de pe suprafata lor., În timp ce capsula se formează pe suprafața membranei exterioare în bacterii Gram negative, se formează pe stratul gros de peptidoglican în bacterii Gram pozitive.
În aceste organisme, capsula, care poate fi de până la 10um în grosime, încapsulat de celulele promovarea virulență. Ca și slime-ul liber, capsula, care apare ca un gel gros, nu numai că ascunde unele dintre componentele situate pe suprafața celulei din celulele imune, dar crește și rezistența la un număr de medicamente.,
Gram Colorare
Dezvoltat de Hans Christian Gram, colorație Gram tehnica este una dintre cele mai frecvent utilizate metode pentru diferențierea între Gram-pozitive și bacterii Gram-negative.
în Esență, acest lucru implică utilizarea de un primar pata (de exemplu, cristal violet), precum și ca soluție de iod pentru a produce un iod-colorant complex în citoplasma bacteriilor care face posibilă pentru a diferenția între cele două tipuri de celule următoarele decolorarea.,
într-un cadru clinic, acest lucru este deosebit de important prin faptul că face posibilă nu numai diferențierea între speciile bacteriene, ci și diagnosticarea unei infecții.
Proceduri
pregătirea Probei:
· Folosind o pereche de mănuși și un steril bucla/atelă, de a crea un film subțire (frotiu) de probă (de exemplu,,s
· Folosind 95% etanol, ușor decolorize frotiu – Stop o dată cel mai subtire parte a frotiu apare incolor
· spălați Ușor tobogan cu apă
· Inundații slide cu secundar pata (Safranin) pentru aproximativ un minut
· Permite diapozitiv să se usuce la aer apoi vizualizați la microscop sub imersie în ulei
Fiecare pas în pregătirea probelor și colorare ar trebui să fie urmărit cu atenție, în scopul de a obține rezultate bune., De exemplu, fixarea căldurii nu numai că denaturează celulele, ci și le aderă la diapozitiv.
dacă nu este corect fixat, atunci celulele pot fi ușor spălate în timpul procesului de colorare. De asemenea, supraîncălzirea provoacă deteriorarea structurii celulei, ceea ce ar afecta rezultatele finale. De asemenea, decolorarea excesivă poate duce la îndepărtarea petei primare.,
Structură a Peretelui Celular și colorație Gram
atunci Când sunt privite la microscop, Gram-negative și Gram-pozitive bacterii va produce rezultate diferite. În timp ce bacteriile Gram pozitive vor apărea violet/violet (păstrând pata primară: complexul colorant-iod), bacteriile Gram negative vor apărea roșii/palide, deoarece nu păstrează pata primară. Aceste diferențe între cele două grupuri de bacterii se datorează diferențelor în structura peretelui celular.,
în procesul de colorare, primar pata (cristal violet) și Gram de Iod se combină pentru a forma un complex insolubil (cristal violet-iodine complex) în interiorul celulei. Când se adaugă agentul de deshidratare (etanol 95%), acesta deshidratează peretele celular al bacteriilor Gram pozitive, determinând-o să se micșoreze (provocând, de asemenea, închiderea porilor).
cu porii închiși, complexul insolubil este prins în celulă., În bacteriile Gram negative, etanolul pătrunde cu ușurință pe această suprafață și dizolvă componentele lipidice ale membranei exterioare. Ca urmare, complexul de cristal violet-iod este ușor de pierdut (îndepărtat) din celulă.
în a doua rundă de colorare (folosind secundar pata/counterstain: safranin) bacteriile Gram-negative pata roșie, deoarece acestea iau în culoarea roșie a counterstain. Cu toate acestea, bacteriile Gram pozitive nu preiau contracția, având în vedere că pata nu perturbă pata primară din celule.,
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, și Ned S.
Wingreen. (2008). Forma celulelor și organizarea peretelui celularîn bacterii Gram-negative.
Marie-Pierre Chapot-Chartier și Saulius Kulakauskas. (2014). Structura și funcția peretelui celular în bacteriile cu acid lactic.
Omeed Sizar; Aflați G. Unakal. (2019). Bacterii Gram Pozitive.
Yunusa Thairu, Idris Abdullahi Nasir, Yahaya Usman. (2014)., Laboratory perspective of gram staining and its significance in investigations of infectious diseases.
Links