גרם חיובי לעומת גרם חיידקים שליליים

רוב חיידקים מסווגים לשתי קטגוריות רחבות: גרם חיובי וגראם שלילי. קטגוריות אלה מבוססות על דופן תא הרכב ותגובה ל בדיקת כתמי גרם. שיטת הכתמת גראם, שפותחה על ידי האנס כריסטיאן גראם, מזהה חיידקים המבוססים על התגובה של דפנות התא שלהם לצבעים וכימיקלים מסוימים.

ההבדלים בין חיידקים גראם חיוביים לגרם שליליים קשורים בעיקר להרכב דופן התא שלהם. לחיידקים חיוביים גראם יש קירות תאים המורכבים ברובם מחומר ייחודי לחיידקים המכונים פפטידוגליקן, או מורין. חיידקים אלה מכתים סגול לאחר הכתמת גרם. לחיידקים גראם שליליים יש קירות תאים עם שכבה דקה בלבד של פפטידוגליקן וממברנה חיצונית עם מרכיב ליפופוליסכרידי שלא נמצא בחיידקים גראם חיוביים. חיידקי גרם שליליים מכתים אדום או ורוד לאחר מכתים גרם.

קירות התא של גרם חיידקים חיוביים נבדלים באופן מבני מדפנות התא של חיידקים שליליים גראם. המרכיב העיקרי בדפנות התא החיידקיות הוא פפטידוגליקן. פפטידוגליקן הוא מקרומולקולה המורכבת מסוכרים ו- חומצות אמינו המורכבים בצורה מבנית כמו חומר ארוג. מרכיב הסוכר האמיני מורכב ממולקולות מתחלפות של N-acetylglucosamine (NAG) ו חומצה N-אצטילמורמית (NAM)

בקיר התא החיובי Gram יש כמה שכבות של פפטידוגליקן. השכבות העבות של פפטידוגליקן עוזרות לתמוך ב קרום תא ומספקים מקום של חיבור למולקולות אחרות. השכבות העבות מאפשרות גם לחיידקים גראם חיוביים לשמור על מרבית הצביעה הסגולה הקריסטלית במהלך מכתים גראם וגורמים להופיע בסגול. קירות תא חיובי עם גרם מכילים גם שרשראות של חומצה טיכואית המשתרעות מקרום הפלזמה דרך דופן התא הפפטידוגליקני. פולימרים המכילים סוכר אלו מסייעים בשמירה על צורת התאים וממלאים תפקיד בחלוקת התא התקינה. חומצה טיכואית מסייעת לחיידקים גראם חיוביים להדביק תאים ולגרום למחלות.

לחיידקים גראם חיוביים יש מרכיב נוסף, חומצה מיקולית, בקירות התא שלהם. חומצות מיקוליות מייצרות שכבה חיצונית שעווה המעניקה הגנה נוספת למיקובקטריה, כגון שחפת Mycobacterium. חיידקים גראם חיוביים עם חומצה מיקולית נקראים גם חיידקים מהיר-חומצה מכיוון שהם דורשים שיטת מכתים מיוחדת, המכונה מכתים מהירים-חומצה, לצורך התבוננות במיקרוסקופ.

חיידקים גראם חיוביים פתוגניים גורמים למחלות על ידי הפרשת רעיל חלבונים המכונה אקסוטוקסינים. אקסוטוקסינים מסונתזים בתוך תא פרוקריוטים ושוחרר לחלק החיצוני של התא. הם ספציפיים לכתמי חיידקים מסוימים ויכולים לגרום נזק רציני לגוף איברים ורקמות. ישנם חיידקים גראם שליליים המייצרים גם אקסוטוקסינים.

גרם קוקי חיובי התייחס לחיידקים גראם חיוביים המעוצבים בצורה כדורית. שתי סוגות של קוקאיות חיוביות גראם ציינו בתפקידן כאנושיות פתוגנים הם סטפילוקוקוס ו סטרפטוקוקוס. סטפילוקוקוס הם כדוריים בצורתם והתאים שלהם מופיעים באשכולות לאחר שהם מתחלקים. תאי סטרפטוקוקוס מופיעים כשרשראות ארוכות של תאים לאחר חלוקה. דוגמאות לקוקצי Gram חיובי ש ליישב את העור לכלול Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, ו סטרפטוקוקוס פיוגנים.

בעוד שלושתם הם חלק מהנורמלי מיקרוביוטה אנושיתהם יכולים לגרום למחלות בתנאים מסוימים. Staphylococcus epidermidis יוצרים ביופילמים עבים ויכולים לגרום לזיהומים הקשורים במכשור רפואי שהושתל.כמה זני Staphylococcus aureus, כגון סטאפילוקוקוס זהוב עמיד למתיצילין (MRSA), הפכו עמידים לאנטיביוטיקה ויכולים להוביל להתפתחות של מחלה קשה.Streptococcus pyogenes עלול לגרום לדלקת גרון, חום ארגמן ומחלות אכילת בשר.

כמו חיידקים גראם חיוביים, גרם שלילי דופן התא של החיידקים מורכבת מפפטידוגליקן. עם זאת, הפפטידוגליקן הוא שכבה דקה אחת בהשוואה לשכבות העבות בתאים חיוביים Gram. שכבה דקה זו אינה שומרת על הצבע הסגול הראשוני הקריסטל אך מרימה את הצבע הוורוד של הדלפק במהלך צבעי גרם. מבנה דופן התא של חיידקים גראם שליליים מורכב יותר מזה של חיידקים גראם חיוביים. ממוקם בין קרום הפלזמה לשכבה הפפטידוגליקית הדקה נמצא מטריצה ​​דמוית ג'ל הנקראת מרחב פריפלזמי. שלא כמו בחיידקים גראם חיוביים, לחיידקים גראם שליליים יש קרום חיצוני שכבה החיצונית לדופן התא הפפטידוגליקני. חלבוני ממברנה, מורפין ליפופרוטאינים, מחברים את הממברנה החיצונית לדופן התא.

מאפיין ייחודי נוסף של חיידקים גראם שליליים הוא נוכחות של ליפופוליסכריד (LPS) מולקולות על הממברנה החיצונית. LPS הוא קומפלקס גליקוליפיד גדול המגן על חיידקים מפני חומרים מזיקים בסביבתם. זהו גם רעלן חיידקי (אנדוטוקסין) שיכול לגרום לדלקת ולזעזוע סיבתי אצל בני אדם אם הוא נכנס דם.ישנם שלושה מרכיבים של ה- LPS: ליפיד A, פוליסכריד ליבה, ואנטיגן O. ה שומנים A רכיב מחבר את ה- LPS לקרום החיצוני. מחובר לליפיד A הוא פוליסכריד ליבה. הוא ממוקם בין מרכיב השומנים A לבין אנטיגן O. ה אוי אנטיגן המרכיב מחובר לפוליסכריד הליבה ושונה בין מיני חיידקים. ניתן להשתמש בו לזיהוי זנים ספציפיים של חיידקים מזיקים.

גרם קוקי שלילי התייחס לחיידקים גראם שליליים המעוצבים בצורה כדורית. חיידקים של הסוג ניסריה הם דוגמאות לקוקצי שלילי גראם הגורמים למחלות אצל בני אדם. Neisseria meningitidis הוא דיפלוקוקוס, כלומר שהתאים הכדוריים שלו נשארים בזוגות לאחר חלוקת תאים.ניסריהקרום המוח גורם לחיידקים דלקת קרום המוח ויכולים גם לגרום לספיגת דם והלם.

חיידק דיפלוקוק נוסף נ. זיבה, הוא הפתוגן האחראי למחלת המין המועבר במגע מיני. Moraxella catarrhalis הוא דיפלוקוק שלילי גראם הגורם לדלקות אוזניים אצל ילדים, דלקות במערכת הנשימה העליונה, אנדוקרדיטיס ודלקת קרום המוח..

גרם שלילי חיידקי קוקוקובצילוס יש צורות חיידקיות שנמצאים בין כדורי לצורת מוט. חיידקים של הסוג Haemophilus ו- Acinetobacter הם קוקוקובצילים הגורמים לזיהומים חמורים. Haemophilus influenzae יכול לגרום לדלקת קרום המוח, דלקות בסינוסים ודלקת ריאות.מיני Acinetobacter גורמים לדלקת ריאות ודלקות פצעים.

• ניתן לסווג את מרבית החיידקים כגראם חיובי או גרם שלילי.
• לחיידקים חיוביים גראם יש קירות תאים המורכבים משכבות עבות של פפטידוגליקן.
• תאים חיוביים גראם מכתימים סגולים כאשר הם עוברים הליך כתמי גרם.
• לחיידקים גראמיים שליליים יש דפנות תא עם שכבה דקה של פפטידוגליקן. דופן התא כוללת גם קרום חיצוני עם מולקולות ליפופוליסכריד (LPS).
• חיידקים גראמיים שליליים מכתים ורודים כאשר הם עוברים הליך כתמי גרם.
• בעוד שחיידקים גראם חיוביים וגם גראם שליליים מייצרים אקסוטוקסינים, רק חיידקים גראם שליליים מייצרים אנדוטוקסינים.

• סילבי, ט. ג ', ואח'. "מעטפת התא הבקטריאלית." פרספקטיבות של קפיץ ספרינג הארבור בביולוגיה, כרך 2, לא. 5, 2010, doi: 10.1101 / cshperspect.a000414.
• סובובודה, ג'ונתן ג 'ואח'. "פונקצית חומצה טיכואית קיר, ביוסינתזה ועכבה." ChemBioChem, כרך 11, לא. 1, יוני 2009, עמ '. 35–45., Doi: 10.1002 / cbic.200900557.