Verschil tussen Gram-positieve en Gram-negatieve bacteriën
Share
Belangrijkste verschil - Gram-positieve versus Gram-negatieve bacteriën
Gram-positieve en gram-negatieve bacteriën zijn de twee soorten bacteriën, gedifferentieerd door de gramkleuringstechniek. Gramkleuring werd ontwikkeld door Cristian Gram in 1884. De vlek die wordt gebruikt tijdens de techniek is kristalviolet. Gram-positieve bacteriën zijn gevoeliger voor antibiotica vanwege het ontbreken van een buitenmembraan. Omdat gramnegatieve bacteriën een buitenmembraan bevatten, zijn ze minder vatbaar voor antibiotica. Daarom zijn gramnegatieve bacteriën meer pathogeen in vergelijking met gram-positieve bacteriën. De grootste verschil tussen grampositieve en gramnegatieve bacteriën is dat Gram-positieve bacteriën bevatten een dikke peptidoglycan celwand samen met teichoïnezuur, waardoor de bacteriën tijdens de kleuring van het kleuring in paars kleuren terwijl gram-negatieve bacteriën een dunne peptidoglycan celwand zonder teichoïnezuur bevatten, waardoor de celwand in roze kan kleuren tijdens contrakleuring..
Dit artikel onderzoekt,
1. Wat is Gram-positieve bacteriën
- Definitie, kenmerken, celwandstructuur, voorbeelden
2. Wat is Gram-negatieve bacteriën
- Definitie, kenmerken, celwand en celomhullende structuur
3. Wat is het verschil tussen Gram-positieve en Gram-negatieve bacteriën
Wat zijn Gram-positieve bacteriën
Bacteriën die de kristalvioletkleuring tijdens gramkleuring behouden, wat de positieve kleur voor tests oplevert, worden grampositieve bacteriën genoemd. Ze verschijnen in paarse kleur onder de microscoop door te kleuren. De dikke peptidoglycaanlaag die aanwezig is in de gram-positieve bacteriën is verantwoordelijk voor het vasthouden van de vlek, zelfs na ontkleuring. Een van de meest karakteristieke kenmerken van gram-positieve bacteriën is dat ze gevoeliger zijn voor antibiotica door een gebrek aan een buitenmembraan. De gramkleuring van staafvormige Bacillus-soorten is weergegeven in Figuur 1.
Figuur 1: Gram-gekleurde staafvormige Bacillus-soorten
Celwandstructuur van Gram-positieve bacteriën
Gram-positieve bacteriën bevatten een continue celwand, de sacculus, die 20-80 nm dik is. De celwand is samengesteld uit peptidoglycan, bekend als mureïne. Peptidoglycanen bevatten een glycanskelet, dat bestaat uit zowel N-geacetyleerd muraminezuur als glucosamine. In gram-positieve bacteriën is deze glycanskelet sterk verknoopt met oligopeptiden. De β-lactam-antibiotica zijn gericht tegen het enzymtranspeptidase dat betrokken is bij verknoping. In sommige gram-positieve bacteriën wordt teichonzuur gevonden, covalent gebonden aan de peptidoglycan-backbone. Teichonzuur heeft een sterke negatieve lading en ze zijn sterk antigeen. De structuur van de gram-positieve celwand wordt getoond in Figuur 2.
Figuur 2: Gram-positieve celwand
Wat zijn Gram-negatieve bacteriën
Bacteriën die de kristalviolette kleuring niet behouden tijdens gramkleuring worden gram-negatieve bacteriën genoemd. De peptidoglycaanlaag, die verantwoordelijk is voor het behouden van de kristalvioletvlek, is dun in gramnegatieve bacteriën en zit ingeklemd tussen het binnenste cytoplasmamembraan en het buitenmembraan van de bacteriën. Daarom kunnen gramnegatieve bacteriën worden gekleurd door de tegenkleuring, safranine tijdens de gramkleuringstechniek, waardoor de rode tot roze kleur ontstaat. Escherichia coli is gramnegatief en wordt gebruikt als het modelorganisme in de meeste bacteriestudies. Gram-negatieve bacteriën zijn meer pathogeen vanwege hun minder gevoeligheid voor antibiotica. De antibioticumresistentie van de gramnegatieve bacteriën wordt gegeven door het buitenmembraan dat in deze bacteriën aanwezig is. Neisseria gonorrhoeae, Pseudomonas aeruginosa en Yersinia pestis zoals gram-negatieve bacteriën zijn pathogeen.
Figuur 3: Gram-negatieve cocci en gram-positieve staafvormige bacteriën in gramkleuring
Celwand en celomhullende structuur van Gram-negatieve bacteriën
De celwand van gramnegatieve bacteriën is 5-10 nm dik en bevat een monolaag van peptidoglycaan. De peptidoglycan-hoofdketen is gedeeltelijk verknoopt in gram-negatieve bacteriën. Teichonzuur wordt niet gevonden in de celwand van gramnegatieve bacteriën. Gramnegatieve bacteriën zijn samengesteld uit een celomhulsel aan de buitenkant van de celwand, het buitenmembraan genoemd, dat 7,5-10 nm dik is. In het buitenmembraan van de gram-negatieve bacteriën worden lipopolysacchariden gevonden die dienen als endotoxinen. Het buitenmembraan is niet-covalent verankerd in lipoproteïnen, Braun's lipoproteïnen genaamd, die covalent zijn gebonden aan de peptidoglycaanlaag. Binnenste en buitenste membraan hechten zich aan elkaar aan honderden Bayer-pleisters.
Figuur 4: Gram-negatieve celwand
Verschil tussen Gram-positieve en Gram-negatieve bacteriën
Gramkleuring
Gram-positieve bacteriën: Gram-positieve bacteriën behouden de kristalviolette kleuring tijdens gramkleuring, wat het positieve resultaat oplevert.
Gram-negatieve bacteriën: Gram-negatieve bacteriën behouden de kristalviolette kleuring niet tijdens gramkleuring, waardoor het negatieve resultaat wordt verkregen.
Uiterlijk onder Microscope
Gram-positieve bacteriën: Gram-positieve bacteriën verschijnen onder de microscoop in paarse kleur.
Gram-negatieve bacteriën: Gram-negatieve bacteriën verschijnen in roze door de tegenkleuring safranin te behouden.
Buitenste membraan
Gram-positieve bacteriën: Het buitenmembraan is aanwezig in gram-positieve bacteriën.
Gram-negatieve bacteriën: De buitenste laag is afwezig in gram-negatieve bacteriën.
Peptidoglycan Layer
Gram-positieve bacteriën: De peptidoglycaanlaag is dik en meerlagig.
Gram-negatieve bacteriën: De peptidoglycaanlaag is dun en enkellaags.
Periplasmatische ruimte
Gram-positieve bacteriën: De periplasmatische ruimte is afwezig in gram-positieve bacteriën.
Gram-negatieve bacteriën: De periplasmatische ruimte is aanwezig in gramnegatieve bacteriën.
Dikte van de celwand
Gram-positieve bacteriën: De dikte van de celwand in Gram-positieve bacteriën is ongeveer 20-80 nm.
Gram-negatieve bacteriën: De celwand van gramnegatieve bacteriën is ongeveer 5-10 nm dik.
Textuur van de celmuur
Gram-positieve bacteriën: De celwand van gram-positieve bacteriën is glad.
Gram-negatieve bacteriën: De celwand van gramnegatieve bacteriën is golvend.
Lipopolysaccharide (LPS) Inhoud in de muur
Gram-positieve bacteriën: De celwand van gram-positieve bacteriën bevat vrijwel geen lipopolysaccharidegehalte.
Gram-negatieve bacteriën: Gram-negatieve bacteriën bevatten een hoog lipopolysaccharide-gehalte in hun celwand.
Lipide en Lipoproteïne Inhoud
Gram-positieve bacteriën: Het lipide- en lipoproteïnegehalte is laag in de celwand van gram-positieve bacteriën.
Gram-negatieve bacteriën: Het lipide- en lipoproteïnegehalte is hoog in de celwand van gramnegatieve bacteriën.
mureïne
Gram-positieve bacteriën: De celwand van gram-positieve bacteriën bevat 70-80% mureïne.
Gram-negatieve bacteriën: De celwand van de Gram-negatieve bacteriën bevat 10-20% mureïne.
Poriën op het buitenste membraan
Gram-positieve bacteriën: Porinen zijn afwezig in het buitenmembraan van gram-positieve bacteriën.
Gram-negatieve bacteriën: Porinen of hydrofiele kanalen zijn aanwezig in het buitenmembraan van gram-negatieve bacteriën.
Teichoïnezuur
Gram-positieve bacteriën: Teichonzuur is aanwezig in het membraan van gram-positieve bacteriën.
Gram-negatieve bacteriën: Teichonzuur is afwezig in het membraan van gram-negatieve bacteriën.
Basale lichaam van de Flagellum
Gram-positieve bacteriën: Het basale lichaam van de flagellum bevat twee ringen in gram-positieve bacteriën.
Gram-negatieve bacteriën: Het basale lichaam van de flagellum bevat vier ringen in gram-negatieve bacteriën.
Pili
Gram-positieve bacteriën: Gram-positieve bacteriën bevatten geen pili.
Gram-negatieve bacteriën: Gram-negatieve bacteriën bevatten pili.
Prominente Mesosomes
Gram-positieve bacteriën: Mesosomen zijn prominenter aanwezig in gram-positieve bacteriën.
Gram-negatieve bacteriën: Mesosomen zijn minder prominent in gram-negatieve bacteriën.
Weerstand tegen fysieke verstoring, natriumazide en drogen
Gram-positieve bacteriën: De weerstand tegen fysieke verstoring, natriumazide en drogen is hoog in gram-positieve bacteriën.
Gram-negatieve bacteriën: De weerstand tegen fysieke verstoring, natriumazide en drogen is laag in gram-negatieve bacteriën.
Gevoeligheid voor anionogene wasmiddelen
Gram-positieve bacteriën: De gevoeligheid voor anionische detergentia is hoog in gram-positieve bacteriën.
Gram-negatieve bacteriën: De gevoeligheid voor anionische detergentia is laag in gramnegatieve bacteriën.
Remming door basische kleurstoffen
Gram-positieve bacteriën: Remming door basische kleurstoffen is hoog in gram-positieve bacteriën.
Gram-negatieve bacteriën: Remming door basische kleurstoffen is laag in gram-negatieve bacteriën
Celwandverstoring door Lysozyme
Gram-positieve bacteriën: De celwand van de gram-positieve bacteriën is meer vatbaar voor verstoring door lysozyme.
Gram-negatieve bacteriën: De celwand van de gramnegatieve bacteriën is minder vatbaar voor verstoring door lysozyme.
pathogeniteit
Gram-positieve bacteriën: Een paar soorten pathogene bacteriën zijn om grampositief te zijn.
Gram-negatieve bacteriën: De meeste pathogene bacteriën zijn gramnegatief.
gifstoffen
Gram-positieve bacteriën: Exotoxinen worden geproduceerd door gram-positieve bacteriën.
Gram-negatieve bacteriën: Ofwel endotoxinen of exotoxinen worden geproduceerd door gram-negatieve bacteriën.
Resistentie tegen antibiotica
Gram-positieve bacteriën: Gram-positieve bacteriën zijn gevoeliger voor antibiotica zoals Penicilline en Sulfonamide.
Gram-negatieve bacteriën: Gram-negatieve bacteriën zijn meer resistent tegen antibiotica. Maar ze zijn gevoelig voor Streptomycine, Chlooramfenicol en Tetracycline.
Voorbeelden
Gram-positieve bacteriën: Lactobacillus, Actinomyces, Bacillus, Clostridium, Corynebacterium, Staphylococci en Streptococci zijn voorbeelden voor gram-positieve bacteriën.
Gram-negatieve bacteriën: Acetobacter, Chlamydia, Borrelia, Bortadella, Burkholderia, Enterobacter, Escherichia, Helicobacter, Klebsiella en Neisseria zijn voorbeelden voor gramnegatieve bacteriën.
Conclusie
Gram-positief en gram-negatief zijn twee differentiaties die worden aangetroffen in bacteriën, die kunnen worden gebruikt om bacteriën te classificeren. De differentiatie is gebaseerd op de dikte van de peptidoglycanlaag, die wordt gevonden in de celwand. Peptidoglycan wordt gevonden in zowel grampositieve als gramnegatieve bacteriën. Het biedt mechanische ondersteuning en de karakteristieke vorm voor de bacteriën. Peptidoglycan laag van gram-positieve bacteriën is meerlagig. Maar het is een monolaag in gram-negatieve bacteriën. Vanwege de dikte van de peptidoglycanlaag zijn gram-positieve bacteriën in staat de gramkleuring, kristalviolet-jodiumcomplex, binnen de celwand te behouden. Daarom kunnen ze onder de microscoop in paarse kleur worden gevisualiseerd. Gram-negatieve bacteriën zijn echter niet in staat om de gramkleuring te behouden en ze kunnen worden gekleurd door de tegenkleuring safranine. Anderzijds bevatten gramnegatieve bacteriën een buitenmembraan, dat de antibioticumresistentie tegen de bacteriën geeft. Sommige bacteriën houden van Mycoplasma soorten missen peptidoglycanen in de celwand en kunnen niet worden onderscheiden als grampositief of gramnegatief. Deze soorten dragen enkele membraanstructuren van zowel grampositieve als gramnegatieve bacteriën. Het belangrijkste verschil tussen grampositieve en gramnegatieve bacteriën is de dikte van de peptidoglycanlaag van de celwand die in elke bacterie aanwezig is.
Referentie:
1. Salton, Milton R.J. "Structuur." Medische microbiologie. 4e editie. U.S. National Library of Medicine, 1 januari 1996. Web. 30 maart 2017.
2. "Lijst met Gram-positieve en Gram-negatieve Bacteriën." Lijst met Gram-positieve en Gram-negatieve Bacteriën Flitswoorden Quizlet. N.p., n.d. Web. 30 maart 2017.
Afbeelding met dank aan:
1. "Bacillus species" door Dr. Sahay - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Grampositieve cellwall-schematische" door Twoo op de Engelse taal Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. "Gramkleuring 01" door Y tambe - Y tambe's bestand (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
4. "Gram-negatieve celwand" door Jeff Dahl - Eigen werk (GFDL) via Commons Wikimedia
