Τα θετικά κατά gram βακτήρια διατηρούν το ιώδες του κρυστάλλου και λεμόνι μοβ, ενώ τα Gram-αρνητικά βακτήρια χάνουν το κρυσταλλικό ιώδες και κηλιδώνονται κόκκινο από την αντίθεση του σαφρανίνη . Έτσι, με την τεχνική χρώσης Gram και το χρώμα που διατηρούν είναι κρυσταλλικό ιώδες ή δεν περιγράφει τα χαρακτηριστικά των βακτηριδίων, επίσης χαρακτηρίζονται ως θετικά ή αρνητικά.
Η λέξη «χρώση με γραμματόσημα » προέκυψε από το δανικό βακτηριολόγο Christian Gram το 1884 . Αυτή η χρώση είναι ένα ασθενές αλκαλικό διάλυμα κρυσταλλικού ιώδους. Αν και είναι μια παλιά τεχνική, εξακολουθεί να θεωρείται ως ο ακρογωνιαίος λίθος στον τομέα της μικροβιολογίας για βακτηριακή ταυτοποίηση.
Τα βακτήρια είναι η παλαιότερη μορφή κυτταρικής ζωής. Είναι επίσης τα πιο ευρέως διασκορπισμένα, καταλαμβάνοντας κάθε πιθανό μικροκλίμα στον πλανήτη. Η σύνθεση του προκαρυωτικού κυτταρικού τοιχώματος χρησιμοποιείται για την ταξινόμηση βακτηριδίων σε τέσσερις κύριες κατηγορίες: βακτήρια θετικά κατά Gram, αρνητικά κατά gram βακτήρια, βακτήρια χωρίς κυτταρικά τοιχώματα και βακτήρια με χημικά διαφορετικά κυτταρικά τοιχώματα.
Στο παρεχόμενο άρθρο θα ερμηνεύσουμε τη διαφορά μεταξύ των gram θετικών και αρνητικών κατά gram βακτηρίων μαζί με λίγες ομοιότητες επίσης.
Συγκριτικό διάγραμμα
| Βάση σύγκρισης | Θετικά βακτήρια Gram | Αρνητικά βακτήρια Gram |
|---|---|---|
| Εννοια | Τέτοια βακτηρίδια που δίνουν το θετικό αποτέλεσμα στη δοκιμή χρώσης γραμμαρίων και καταλαμβάνουν το λεκέ κρυσταλλικό ιώδες ονομάζονται βακτήρια θετικά κατά Gram. | Τα βακτηρίδια που δεν είναι σε θέση να διατηρήσουν το χρώμα του κρυσταλλικού ιώδους και παρουσιάζουν αρνητικό αποτέλεσμα σε δοκιμασία χρώσης gram ονομάζονται gram-αρνητικά βακτηρίδια. |
| Παραδείγματα | Streptococcus, Clostridium, Lactobacillus, Bacillus subtilis, Leuconostoc. | Vibrio, Rhizobium, Escherichia coli, Acetobacter. |
| Χρώμα που αποκτάται μετά από χρώση σε γραμμάρια | Εμφανίζονται ως σκούρα ιώδη ή πορφυρά χρώματα όταν παρατηρούνται υπό μικροσκόπιο μετά από χρώση σε γραμμάρια και διατηρούν το χρώμα του κρυστάλλου ιώδες μετά από έκπλυση με αλκοόλη. | Εμφανίζονται όπως σε κόκκινο ή ροζ χρώμα όταν παρατηρούνται κάτω από μικροσκόπιο μετά από χρώση σε γραμμάρια και αντίθεση στη σαφαρανίνη. |
| Cell Wall | Μονής στρώσης. | Διπλό. |
| Ευθεία και ομοιόμορφη. | Κυματοειδής και άνιση. | |
| Λιγότερο ελαστικό και πιο άκαμπτο. | Πιο ελαστικό και λιγότερο άκαμπτο. | |
| Η ακαμψία του κυτταρικού τοιχώματος οφείλεται στην υψηλή ποσότητα πεπτιδογλυκάνης, η οποία είναι περίπου 80%. | Η ελαστικότητα του κυτταρικού τοιχώματος οφείλεται στην μικρότερη ποσότητα πεπτιδογλυκάνης, η οποία είναι περίπου 2-12%. | |
| Το κυτταρικό τοίχωμα έχει μουραμικό οξύ, το οποίο είναι περίπου 16-20% του συνολικού ξηρού βάρους του κυττάρου. | Η περιεκτικότητα του μουραμικού οξέος είναι μόνο 2-5% του συνολικού ξηρού βάρους. | |
| Το κυτταρικό τοίχωμα παρουσιάζει ανθεκτικότητα στα αλκάλια. | Το κυτταρικό τοίχωμα είναι ευαίσθητο σε αλκάλια. | |
| Το κυτταρικό τοίχωμα περιέχει το τεϊκοϊκό οξύ | Το τεϊκό οξύ απουσιάζει στο κυτταρικό τοίχωμα. | |
| Το κυτταρικό τοίχωμα είναι επιρρεπές σε υποβάθμιση με τη δράση του ενζύμου που ονομάζεται λυσοζύμη. | Το κυτταρικό τοίχωμα είναι λιγότερο ευαίσθητο στην αποικοδόμηση από τη δράση της λυσοζύμης. | |
| Το πάχος του κυτταρικού τοιχώματος μπορεί να είναι μέχρι 15-30 nm ή μερικές φορές μπορεί να είναι 80 nm. | Το πάχος μπορεί να φτάσει τα 8 - 12 nm στην περιοχή του κυτταρικού τοιχώματος. | |
| Άλλα χαρακτηριστικά | Ο περιπλασματικός χώρος είτε απουσιάζει είτε υπάρχει, τότε είναι πολύ στενός. | Ο περιπλασματικός χώρος είναι παρών. |
| Η περιεκτικότητα σε λιπίδια είναι χαμηλή και είναι περίπου 1-4%. | Η περιεκτικότητα σε λιπίδια είναι υψηλή, δηλαδή περίπου 11-22%. | |
| Η εξωτερική μεμβράνη απουσιάζει. | Η εξωτερική μεμβράνη είναι παρούσα. | |
| Το κανάλι πρωτεϊνικής μεμβράνης που ονομάζεται πορώδεις απουσιάζει. | Υπάρχουν Porinos. | |
| Οι λιποπολυσακχαρίτες απουσιάζουν. | Οι λιποπολυσακχαρίτες είναι παρόντες. | |
| Η δομή των μαστιγίων έχει δύο δακτυλίους στο βασικό σώμα. | Η μαστίχη δομή περιέχει τέσσερις δακτυλίους στο βασικό σώμα. | |
| Παράγουν ενδοσπόρια, τη στιγμή της δυσμενούς κατάστασης. | Μην παράγετε ενδοσπόρια. | |
| Παράγουν εξωτοξίνες. | Παράγουν ενδοτοξίνες. | |
| Το αντιβιοτικό επηρεάζει | Αντιβιοτικό βανκομυκίνη χρησιμοποιείται για να τους σκοτώσει. | Δεν υπάρχει επίδραση του αντιβιοτικού βανκομυκίνης. |
| Το κύτταρο παρουσιάζει λιγότερη ευαισθησία έναντι της χλωραμφενικόλης, των τετρακυκλινών, της στρεπτομυκίνης και της υψηλής ευαισθησίας έναντι του σουλφοναμιδίου και αντιβιοτικά πενικιλίνης. | Το κύτταρο παρουσιάζει υψηλή ευαισθησία έναντι σουλφοναμίδης, πενικιλλίνης και χαμηλής ευαισθησίας για χλωραμφενικόλη, στρεπτομυκίνη και τετρακυκλίνες. |
Ορισμός θετικού γραμμαρίου
Όντας προκαρυωτικοί οργανισμοί, το κύτταρο των θετικών κατά gram βακτηριδίων έχει πολλά διαφορετικά χαρακτηριστικά, αλλά κυρίως τα θετικά κατά gram βακτήρια διαφέρουν από τα αρνητικά κατά gram βακτήρια είναι το περιεχόμενο που υπάρχει στο κυτταρικό τοίχωμά τους . Όπως γνωρίζουμε ότι τα gram-θετικά βακτηρίδια διατηρούν το ιώδες χρώμα, οφείλεται στην παρουσία της πυκνής στιβάδας πεπτιδογλυκάνης στο κυτταρικό τοίχωμα.
Το κύτταρο έχει την κυτταροπλασματική μεμβράνη του λιπιδίου. σχηματίζουν το λιποθεϊκό οξύ (ο συνδυασμός των λιπιδίων και των τεϊκοϊκών οξέων) που χρησιμεύουν ως τύπος προσκόλλησης. Ο περιπλασματικός χώρος είναι μικρότερος σε σύγκριση με τα gram αρνητικά βακτηρίδια. Τα μαρκαρίσματα που υπάρχουν σε ορισμένα είδη έχουν την υποστήριξη μόνο δύο βασικών δακτυλίων σώματος .
Ορισμένα είδη μπορούν επίσης να περιέχουν τις κάψουλες που περιέχουν πολυσακχαρίτες. Έχουν επιφανειακό στρώμα γνωστό ως στρώμα S, το οποίο είναι προσαρτημένο στη στιβάδα πεπτιδογλυκάνης.
Τα τρία βασικά σχήματα είναι ο μπακίλλος (σχήματος ράβδου), ο κόκος (σφαιρικός), ο σπειροειδής (στριμμένος). Τα θετικά κατά Gram βακτηρίδια περιλαμβάνουν στρεπτόκοκκους, σταφυλόκοκκους, πνευμονοκόκκους, βακίλλους ανθρακίς (που προκαλούν άνθρακα), διφθερίτιδα Corynebacterium που προκαλεί διφθερίτιδα.
Είναι επίσης γνωστό ότι προκαλούν ασθένειες όπως δερματικές λοιμώξεις, σηπτική αρθρίτιδα, οστεομυελίτιδα, ενδοκαρδίτιδα, φυματίωση κλπ. Έτσι η αντιβιοτική θεραπεία δίνεται στον ασθενή που πάσχει από τέτοια ασθένεια, η οποία είναι εύκολο να θεραπευθεί αλλά μπορεί να είναι και απειλητική για τη ζωή.
Είναι επίσης γνωστό ότι προκαλούν ασθένειες όπως δερματικές λοιμώξεις, σηπτική αρθρίτιδα, οστεομυελίτιδα, ενδοκαρδίτιδα, φυματίωση κλπ. Έτσι η αντιβιοτική θεραπεία δίνεται στον ασθενή που πάσχει από τέτοια ασθένεια, η οποία είναι εύκολο να θεραπευθεί αλλά μπορεί να είναι και απειλητική για τη ζωή.
Ορισμός αρνητικού γραμμαρίου
Εκτός από ορισμένες ομοιότητες, υπάρχουν και μερικά ξεχωριστά χαρακτηριστικά, όπως και το κυτταρικό τοίχωμα αυτών των οργανισμών που είναι πεπτιδογλυκάνης είναι πολύ λεπτό και βρίσκεται μεταξύ της εσωτερικής και της εξωτερικής βακτηριακής μεμβράνης του κυττάρου, εξαιτίας της οποίας δεν είναι σε θέση να συγκρατήσει κρυσταλλικό ιώδες χρώμα και αντίθεση στη σαφαρανίνη και φαίνεται να είναι κόκκινο ή ροζ. Αυτά τα τρία συστατικά (εσωτερική και εξωτερική μεμβράνη μαζί με το στρώμα πεπτιδογλυκάνης) συνθέτουν το κυτταρικό περίβλημα .
Τα Gram-αρνητικά βακτήρια έχουν κυτταροπλασματική κυτταρική μεμβράνη . η εξωτερική μεμβράνη αποτελείται από λιποπολυσακχαρίτες . Έχουν πορώδες στην εξωτερική μεμβράνη, που λειτουργεί ως πόροι για τα μόρια.
Το στρώμα S συνδέεται απευθείας με την εξωτερική μεμβράνη και τα μαστίγια έχουν τέσσερις δακτυλίους στήριξης . Το περιπλάσμα είναι μια γέλη που μοιάζει με την εξωτερική και την κυτταροπλασματική μεμβράνη. Το τεϊχοϊκό οξύ δεν υπάρχει σε αυτά.
Τα Escherichia coli είναι οι πρότυποι οργανισμοί αυτής της κατηγορίας, ενώ άλλοι είναι οι Neisseria gonorrhoeae, Pseudomonas aeruginosin, Chlamydia trachomatis, Yersinia pestis. Τα αντιβιοτικά περιλαμβάνουν αμινογλυκοζίτες και καρβαπενέμες.
Ο μοναδικός χαρακτήρας των αρνητικών κατά gram βακτηρίων είναι η παρουσία εξωτερικής μεμβράνης, η οποία προστατεύει τα βακτήρια από πολλά αντιβιοτικά, χημικά, απορρυπαντικά και βαφές. Ως εκ τούτου, έχουν αναπτυχθεί και άλλες εναλλακτικές όπως η λυσοζύμη, το EDTA, η αμπικιλλίνη, η στρεπτομυκίνη για να τις συναντήσουν και έτσι να προστατεύσουν από την παθογένεια.
Το εξωτερικό στρώμα αποτελείται από λιποπολυσακχαρίτη, όπου το λιπιδικό τμήμα δρα σαν ενδοτοξίνη. Εάν αυτά τα βακτήρια εισέλθουν στο κυκλοφορικό σύστημα, ο λιποπολυσακχαρίτης θα δείξει τοξικότητα και συνεπώς θα οδηγήσει σε αναπνευστικά προβλήματα αρτηριακής πίεσης.
Βασικές διαφορές μεταξύ θετικών και αρνητικών βακτηρίων Gram
Ακολουθούν οι ουσιαστικές διαφορές μεταξύ των δύο τύπων:
- Τα θετικά κατά Gram βακτήρια είναι εκείνα τα βακτηρίδια που δίνουν το θετικό αποτέλεσμα στη δοκιμασία χρώσης gram και απορροφούν τη λεκιαστική κρύσταλλο ιώδη ενώ τα βακτήρια εκείνα που δεν είναι σε θέση να διατηρήσουν το κρυσταλλικό ιώδες χρώμα και δείχνουν το αρνητικό αποτέλεσμα σε δοκιμασία χρώσης gram καλούνται gram-αρνητικά βακτηρίδια .
- Το χρώμα που αποκτάται μετά από χρώση σε γραμμάρια σε θετικά κατά Gram βακτηρίδια είναι το κρυσταλλικό ιώδες και το κόκκινο ή το ροζ στο αρνητικό κατά gram, αντισταθμίζοντας τη σαφαρανίνη.
- Παραδείγματα θετικών κατά gram βακτηρίων είναι Streptococcus, Clostridium, Lactobacillus, Bacillus subtilis, Leuconostoc, ενώ οι Vibrio,
Τα Rhizobium, Escherichia coli, Acetobacter είναι το παράδειγμα των αρνητικών κατά Gram βακτηρίων. - Το Cell Wall είναι μονής στοιβάδας, ίσιας, ομοιόμορφης, λιγότερο ελαστικής και πιο άκαμπτης και η ακαμψία του κυτταρικού τοιχώματος οφείλεται στην υψηλή ποσότητα
πεπτιδογλυκάνη, η οποία είναι περίπου 80% σε θετικά κατά Gram βακτηρίδια ενώ στα αρνητικά κατά Gram βακτηρίδια το κυτταρικό τοίχωμα είναι δι-στρωμένο, κυματιστό, ανομοιογενές
και πιο ελαστική και λιγότερο άκαμπτη, όπου η ελαστικότητα του κυτταρικού τοιχώματος οφείλεται στην μικρότερη ποσότητα πεπτιδογλυκάνης, η οποία είναι περίπου 2-12%. - Το κυτταρικό τοίχωμα των θετικών κατά Gram βακτηριδίων έχει μουραμικό οξύ, το οποίο περίπου 16-20% του συνολικού ξηρού βάρους του κυττάρου και ακόμη και το κυτταρικό τοίχωμα παρουσιάζει ανθεκτικότητα στα αλκάλια, περιέχει επίσης το τεϊκοϊκό οξύ, ενώ το κυτταρικό τοίχωμα αρνητικών βακτηριδίων είναι ευαίσθητο το αλκάλι, το μουραμικό οξύ είναι μόνο 2-5% του συνολικού ξηρού βάρους και το τεϊκοϊκό οξύ απουσιάζει στο κυτταρικό τοίχωμα.
- Το πάχος του κυτταρικού τοιχώματος κυμαίνεται από 15-30 nm και είναι επιρρεπές σε αποικοδόμηση από τη δράση του ενζύμου που ονομάζεται λυσοζύμη, αν και σε θετικά κατά gram βακτηρίδια το κυτταρικό τοίχωμα είναι λιγότερο ευαίσθητο στην αποικοδόμηση από τη δράση της λυσοζύμης και το πάχος ποικίλλει από 8-12 nm.
- Τα θετικά κατά gram βακτήρια παράγουν εξωτοξίνες, ενώ ο περιπλασματικός χώρος είτε απουσιάζει και αν υπάρχει, τότε είναι πολύ στενός και τα gram-αρνητικά βακτήρια παράγουν ενδοτοξίνες, τον περιπλασμικό χώρο που υπάρχει σε αυτά.
- Η εξωτερική μεμβράνη απουσιάζει στα θετικά κατά gram βακτηρίδια. Επίσης, η περιεκτικότητα σε λιπίδια είναι μόνο 1-4%, ενώ σε gram-αρνητικά βακτήρια εξωτερικά η μεμβράνη είναι παρούσα σε gram-αρνητικά βακτηρίδια. Επίσης, η περιεκτικότητα σε λιπίδια είναι 11-22%, η οποία είναι πολύ υψηλή.
- Τα άλλα χαρακτηριστικά γνωρίσματα όπως το κανάλι πρωτεϊνικής μεμβράνης που ονομάζεται πορώδες, οι λιποπολυσακχαρίτες απουσιάζουν και παράγουν ενδοσπόρια κατά τη διάρκεια των δυσμενών συνθηκών, αλλά υπάρχουν σε gram-αρνητικά βακτηρίδια, αν και δεν παράγουν ενδοσπόρια .
- Η μαστογραφική δομή έχει δύο δακτυλίους στο βασικό σώμα των θετικών κατά Gram βακτηρίων, ενώ η αρνητική κατά gram δομή της μαστίγας περιέχει τέσσερις δακτυλίους στο βασικό σώμα.
- Το κύτταρο των θετικών κατά gram βακτηρίων παρουσιάζει λιγότερη ευαισθησία έναντι της χλωραμφενικόλης, των τετρακυκλινών, της στρεπτομυκίνης και της υψηλής ευαισθησίας έναντι των αντιβιοτικών σουλφοναμιδίου και πενικιλίνης, ενώ το κύτταρο αρνητικών κατά Gram βακτηρίων παρουσιάζει υψηλή ευαισθησία έναντι σουλφοναμίδης, πενικιλλίνης και χαμηλής ευαισθησίας για χλωραμφενικόλη, στρεπτομυκίνη και τετρακυκλίνες .
Ομοιότητες
- Και οι δύο είναι οι προκαρυωτικοί οργανισμοί.
- Δεν έχουν καλά αναπτυχθεί πυρήνα, πυρηνική μεμβράνη και άλλα μεμβράνη που συνδέονται με οργανίδια.
- Έχουν κλείσει το κυκλικό DNA ως γενετικό τους υλικό και επίσης περιέχουν το πλασμίδιο (εξωχρωμοσωματικά γενετικά υλικά).
- Το κυτταρικό τοίχωμά τους αποτελείται από πεπτιδογλυκάνη και το κυτταρόπλασμα περιβάλλεται από τη λιπιδική διπλοστιβάδα.
- Και οι δύο έχουν ένα επιφανειακό στρώμα που ονομάζεται στρώμα S.
- Και οι δύο υποβάλλονται σε σεξουαλική ως καλά ανεκπλήρωτο τύπο αναπαραγωγής, όπου η σύζευξη, ο μετασχηματισμός και η μεταγωγή είναι οι σεξουαλικές μέθοδοι, ενώ η δυαδική σχάση είναι η ασήμαντη διαδικασία.
- Και οι δύο κατηγορίες περιέχουν πολλά είδη με σημαδούρες και μη φλεγμονώδη είδη.
συμπέρασμα
Τα βακτήρια είναι οι μονοκύτταροι, προκαρυωτικοί, μικροσκοπικοί μικροοργανισμοί, που βρίσκονται παντού αποκτώντας σχεδόν όλους τους τύπους οικοτόπων. Αυτά είναι τα κυρίαρχα ζωντανά πλάσματα στη γη. Μπορεί να είναι ωφέλιμες ή επιβλαβείς για εμάς. Δεδομένου ότι είναι υπεύθυνοι για την πρόκληση πολλών ασθενειών σε φυτά, ζώα και ανθρώπους, αλλά μερικές φορές διαδραματίζουν τον ρόλο που αποκομίζουν από περιβαλλοντικά οφέλη για το περιβάλλον στην αποκατάσταση της κυτταρίνης κλπ.
Τα βακτηρίδια κατηγοριοποιούνται κυρίως ως θετικά κατά gram ή αρνητικά κατά gram. αυτή η διαφοροποίηση γίνεται με την τεχνική χρώσης γνωστή ως μέθοδος βαφής Gram. Συζητήσαμε επίσης τα χαρακτηριστικά αυτών και το πώς είναι ξεχωριστά μεταξύ τους.
