Grampositiv vs. Gramnegative Bakterien

Der dänische Wissenschaftler Hans Christian Gram hat eine Methode entwickelt, um zwei Arten von Bakterien zu unterscheiden, die auf den strukturellen Unterschieden in ihren Zellwänden basieren. In seinem Test tun Bakterien, die den Kristallviolettfarbstoff beibehalten Grampositive Bakterien. Im Gegensatz, Gramnegative Bakterien Behalten Sie den violetten Farbstoff nicht auf und sind rot oder rosa gefärbt. Im Vergleich zu grampositiven Bakterien sind gramnegative Bakterien aufgrund ihrer undurchdringlichen Zellwand gegen Antikörper resistenter. Diese Bakterien haben eine Vielzahl von Anwendungen, die von der medizinischen Behandlung bis hin zur industriellen Verwendung und der Schweizer Käseproduktion reichen.

Vergleichstabelle

Gramnegative Bakterien gegen grampositive Bakterienvergleichskarten

	Gramnegative Bakterien	Grampositive Bakterien
Grammreaktion	Kann entkätvert werden, um Zählerfleck (Safranin oder Fuchsin) zu akzeptieren; Fleck rot oder rosa, sie behalten den Grammfleck nicht, wenn sie mit absolutem Alkohol und Aceton gewaschen werden.	Halten Sie Kristallviolettfarbstoff und Flecken Sie dunkler Violett oder Lila, sie bleiben blau oder lila mit Grammfärbung farbig, wenn sie mit absolutem Alkohol und Wasser gewaschen werden.
Peptidoglycan -Schicht	Dünn (einschichtige)	Dick (mehrschichtig)
Teichosäuren	Abwesend	In vielen präsent
Periplasmatischer Raum	gegenwärtig	Abwesend
Äußere Membran	Gegenwärtig	Abwesend
Lipopolysaccharid (LPS) Gehalt	Hoch	Praktisch keine
Lipid- und Lipoproteingehalt	Hoch (aufgrund des Vorhandenseins von äußerer Membran)	Niedrig (säurefeste Bakterien haben Lipide, die mit Peptidoglycan verbunden sind)
Flagellarstruktur	4 Ringe im Basalkörper	2 Ringe im Basalkörper
Toxine produziert	In erster Linie Endotoxine	In erster Linie Exotoxine
Widerstand gegen körperliche Störung	Niedrig	Hoch
Hemmung durch Grundfarbstoffe	Niedrig	Hoch
Anfälligkeit für anionische Waschmittel	Niedrig	Hoch
Resistenz gegen Natriumazid	Niedrig	Hoch
Widerstand gegen Trocknen	Niedrig	Hoch
Zellwandzusammensetzung	Die Zellwand ist 70-120 Å (Ångström) dick; zwei geschichtete. Der Lipidgehalt beträgt 20-30% (hoch), der Mureingehalt 10-20% (niedrig).	Die Zellwand ist 100-120 Å dick; Single Layered. Der Lipidgehalt der Zellwand ist gering, während der Mureingehalt 70-80% (höher) beträgt.
Mesosom	Mesosom ist weniger prominent.	Mesosom ist prominenter.
Antibiotika Resistenz	Resistenter gegen Antibiotika.	Anfälliger für Antibiotika

Färbung und Identifizierung

Mikroskopische Ansicht von Zahnplaque mit grampositiven (lila) und negativen (roten) Bakterien

In einem Grammfärbungstest werden Bakterien mit einer entfärbenden Lösung gewaschen, nachdem sie mit Kristallviolett gefärbt wurden. Wenn Sie nach dem Waschen ein Gegenfärbung wie Safranin oder Fuchsin hinzufügen.

Dies ist auf den Unterschied in der Struktur ihrer Bakterienzellwand zurückzuführen. Grampositive Bakterien haben keine äußere Zellmembran, die in gramnegativen Bakterien gefunden wird. Die Zellwand von grampositiven Bakterien ist hoch in Peptidoglycan, was für die Aufbewahrung des Kristallviolettfarbstoffs verantwortlich ist.

Grampositive und negative Bakterien unterscheiden sich hauptsächlich durch ihre Zellwandstruktur

Die folgenden Videos zeigen die Färbung von grampositiven bzw. negativen Bakterien.

Pathogenese beim Menschen

Sowohl grampositive als auch gramnegative Bakterien können pathogen sein (siehe Liste der pathogenen Bakterien). Es ist bekannt. Weitere 3 verursachen Krankheiten in Pflanzen: Rathybacter, Leifsonia und Clavibacter.

Viele gramnegative Bakterien sind ebenfalls pathogene e.G., Pseudomonas aeruginosa, Neisseria Gonorrhoeae, Chlamydia Trachomatis und Yersinia pestis. Gram-negative Bakterien sind auch gegen Antibiotika resistenter, da ihre äußere Membran ein komplexes Lipopolysaccharid (LPS) umfasst, dessen Lipidanteil als Endotoxin wirkt. Sie entwickeln auch früher Widerstand:

Eine Menge gramnegativer Bakterien, die aus dem Box kommen, wenn Sie so wollen, resistent gegen eine Reihe wichtiger Antibiotika, die wir möglicherweise verwenden, um sie zu behandeln. Wir sprechen über Agenten mit Namen wie Acinetobacter, Pseudomonas, e. coli. Dies sind Bakterien, die historisch gesehen sehr gut geleistet haben, um sehr schnell Resistenz gegen Antibiotika zu entwickeln. Sie haben viele Tricks in den Ärmeln, um Resistenz gegen Antibiotika zu entwickeln. Sie sind also eine Gruppe von Wirkstoffen, die schnell resistent werden können, können große Herausforderungen an Resistenz darstellen. Und was wir in den letzten zehn Jahren gesehen haben, sind diese gramnegativen Agenten, die für alle Agenten, die wir zur Behandlung zur Verfügung haben, immer mehr resistenter werden.

Eine größere Resistenz von gramnegativen Bakterien gilt auch für eine neu entdeckte Klasse von Antibiotika, die Anfang 2015 nach einer jahrzehntelangen Dürre in neuen Antibiotika angekündigt wurde. Diese Medikamente arbeiten wahrscheinlich nicht an gramnegativen Bakterien.

Struktur einer grampositiven Bakterienzelle.

Gram positiver Kokken

Bakterien werden basierend auf ihrer Zellform in Bacilli (Stabform) und Cocci (kugelförmig) klassifiziert.Typische grampositive Kokkenflecken umfassen (Bilder):

• Cluster: normalerweise charakteristisch von Staphylococcus, wie s. aureus
• Kette: normalerweise charakteristisch von Streptococcus, wie s. Pneumoniae, B -Gruppe Streptokokken
• Tetrad: normalerweise charakteristisch von Mikrokokken.

Grampositive Bacilli sind tendenziell dick, dünn oder verzweigt.

Kommerzielle Verwendungen von nicht pathogenen grampositiven Bakterien

Viele Streptokokkenspezies sind nicht pathogen und bilden Teil des Kommensal -menschlichen Mikrobioms von Mund, Haut, Darm und oberem Atemweg. Sie sind auch eine notwendige Zutat bei der Herstellung von Emmentaler (Swiss) Käse.

Nicht pathogene Arten von Corynebacterium werden zur industriellen Produktion von Aminosäuren, Nucleotiden, Biokonversion von Steroiden, Abbau von Kohlenwasserstoffen, Käsealterung, Produktion von Enzymen usw. verwendet.

Viele Bacillus -Arten können große Mengen von Enzymen absondern.

• Bacillus Amyloliquefaciens ist die Quelle einer natürlichen Antibiotikumprotein -Barnase (eine Ribonuklease), der in der Stärkehydrolyse verwendeten Alpha -Amylase, der mit DNA -Forschung verwendeten Protease -Subtilisin und der BAMH1 -Restriktionenzym verwendet.
• C. Thermocellum kann Lignocelluloseabfälle verwenden und Ethanol erzeugen, wodurch es zu einem möglichen Kandidaten für die Verwendung von Ethanolkraftstoff möglich ist. Es ist anaerob und thermophil, was die Kühlkosten senkt.
• C. Acetobutylicum, auch als Weizmann -Organismus bekannt, wurde erstmals von Chaim Weizmann als Produktion von Aceton und Biobutanol 1916 für die Herstellung von Schießpulver und TNT verwendet.
• C. Botulinum erzeugt ein potenziell tödliches Neurotoxin, das in einer verdünnten Form im Wirkstoffbotox verwendet wird. Es wird auch zur Behandlung von kramodischen Torticollis verwendet und bietet etwa 12 bis 16 Wochen Linderung.

Das anaeroben Bakterium C. Ljungdahlii kann Ethanol aus Einzel-Kohlenstoff-Quellen wie Synthesegas, ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff produzieren, das aus der partiellen Verbrennung entweder fossiler Brennstoffe oder Biomasse erzeugt werden kann.

Gram-indeterminierte und gramvariable Bakterien

Nicht alle Bakterien können durch Grammfärbung zuverlässig klassifiziert werden. Zum Beispiel reagieren säureschnelle Bakterien oder Gram-Variable nicht auf GRAM-Färbung.