Bactérias Gram Positivas vs. Gram Negativas

Esta é uma cultura mista de Gram negativo Escherichia coli (vermelho-laranja) e Gram positivo Staphylococcus aureus (azul-púrpura) corado usando o método de coloração Gram.

Michael R Francisco/Flickr/CCBY-SA

A maioria bactérias são classificados em duas grandes categorias: Gram positivos e Gram negativos. Essas categorias são baseadas em seus parede celular composição e reação ao Teste de coloração de Gram . O método de coloração de Gram, desenvolvido por Hans Christian Gram , identifica bactérias com base na reação de suas paredes celulares a certos corantes e produtos químicos.

As diferenças entre bactérias Gram positivas e Gram negativas estão principalmente relacionadas à composição de sua parede celular. As bactérias Gram positivas têm paredes celulares compostas principalmente por uma substância exclusiva das bactérias conhecida como peptidoglicano , ou mureína. Essas bactérias coram de roxo após a coloração de Gram. As bactérias Gram negativas têm paredes celulares com apenas uma fina camada de peptidoglicano e uma membrana externa com um componente lipopolissacarídeo não encontrado em bactérias Gram positivas. As bactérias Gram negativas coram de vermelho ou rosa após a coloração de Gram.

Bactérias Gram Positivas

As paredes celulares de Bactérias Gram positivas diferem estruturalmente das paredes celulares de bactérias Gram negativas. O componente primário das paredes celulares bacterianas é o peptidoglicano. Peptidoglicano é uma macromolécula composta de açúcares e aminoácidos que são montados estruturalmente como material tecido. O componente amino açúcar consiste em moléculas alternadas de N-acetilglucosamina (NAG) e Ácido N-acetilmurâmico (NAM) . Essas moléculas são reticuladas por peptídeos curtos que ajudam a dar força e estrutura ao peptidoglicano. Peptidoglicano fornece proteção para bactérias e define sua forma.

Esta imagem mostra a composição da parede celular de bactérias Gram positivas. CNX OpenStax / Wikimedia Commons / CC BY-SA

A parede celular Gram-positiva tem várias camadas de peptidoglicano. As espessas camadas de peptidoglicano ajudam a sustentar o membrana celular e fornecem um local de fixação para outras moléculas. As camadas espessas também permitem que as bactérias Gram positivas retenham a maior parte do corante violeta cristal durante a coloração de Gram, fazendo com que pareçam roxas. As paredes celulares Gram positivas também contêm cadeias de ácido teicóico que se estendem da membrana plasmática através da parede celular do peptidoglicano. Esses polímeros contendo açúcar auxiliam na manutenção da forma celular e desempenham um papel na divisão celular adequada. O ácido teicoico ajuda algumas bactérias Gram positivas a infectar células e causar doenças.

Algumas bactérias Gram positivas têm um componente adicional, ácido micólico , em suas paredes celulares. Os ácidos micólicos produzem uma camada externa cerosa que fornece proteção adicional para micobactérias, como Mycobacterium tuberculosis. As bactérias Gram-positivas com ácido micólico também são chamadas de bactérias ácido-resistentes porque requerem um método de coloração especial, conhecido como coloração ácido-resistente, para observação ao microscópio.

Bactérias Gram positivas patogênicas causam doenças pela secreção de proteínas conhecidas como exotoxinas. Exotoxinas são sintetizados dentro do célula procariótica e liberado para o exterior da célula. Eles são específicos para certas manchas bacterianas e podem causar sérios danos ao corpo órgãos e tecidos . Algumas bactérias Gram negativas também produzem exotoxinas.

Cocos Gram Positivos

cocos Gram positivos referem-se a bactérias Gram positivas que são de forma esférica. Dois gêneros de cocos Gram positivos notados por seu papel como humanospatógenossão Estafilococo e Estreptococo . Os estafilococos são de forma esférica e suas células aparecem em aglomerados após a divisão. As células de Streptococcus aparecem como longas cadeias de células após a divisão. Exemplos de cocos Gram positivos quecolonizar a peleincluir Staphylococcus epidermidis , Staphylococcus aureus , e Streptococcus pyogenes .

Staphylococcus aureus é uma bactéria Gram-positiva cocos (redonda) que é encontrada na pele e membranas mucosas de humanos e muitos animais. As bactérias geralmente são inofensivas, mas as infecções podem ocorrer na pele quebrada ou dentro de uma glândula sudorípara ou sebácea bloqueada, resultando em furúnculos, pústulas e abscessos. Paul Gunning/Biblioteca de Fotos Científicas/Imagens Getty

Enquanto todos os três são parte do normalmicrobiota humana, eles podem causar doenças sob certas condições. Staphylococcus epidermidis forma biofilmes espessos e pode causar infecções associadas a dispositivos médicos implantados. Algumas cepas de Staphylococcus aureus, como Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA), tornaram-se resistentes aos antibióticos e podem levar ao desenvolvimento de doenças graves. Streptococcus pyogenes pode causar faringite estreptocócica, escarlatina e doenças carnívoras.

Bactérias Gram-Negativas

Assim como as bactérias Gram positivas, a Gram negativo parede celular bacteriana é composta de peptidoglicano. No entanto, o peptidoglicano é uma única camada fina em comparação com as camadas espessas em células Gram-positivas. Esta fina camada não retém o corante violeta cristal inicial, mas capta a cor rosa da contracoloração durante a coloração de Gram. A estrutura da parede celular das bactérias Gram negativas é mais complexa do que a das bactérias Gram positivas. Localizada entre a membrana plasmática e a fina camada de peptidoglicano, há uma matriz gelatinosa chamada espaço periplasmático. Ao contrário das bactérias Gram positivas, as bactérias Gram negativas têm um membrana externa camada externa à parede celular do peptidoglicano. As proteínas da membrana, as lipoproteínas mureínas, fixam a membrana externa à parede celular.

Esta imagem mostra a composição da parede celular de bactérias Gram negativas. CNX OpenStax / Wikimedia Commons / CC BY-SA

Outra característica única das bactérias Gram negativas é a presença de lipopolissacarídeo (LPS) moléculas na membrana externa. O LPS é um grande complexo glicolipídico que protege as bactérias de substâncias nocivas em seu ambiente. É também uma toxina bacteriana (endotoxina) que pode causar inflamação e choque séptico em humanos se entrar no sangue . Existem três componentes do LPS: Lipídeo A, um polissacarídeo central e um antígeno O. o lipídio A componente liga o LPS à membrana externa. Ligado ao lípido A está o polissacarídeo central. Está localizado entre o componente lipídico A e o antígeno O. o Antígeno O O componente está ligado ao polissacarídeo central e difere entre as espécies bacterianas. Ele pode ser usado para identificar cepas específicas de bactérias nocivas.

Cocos Gram negativos

cocos Gram negativos referem-se a bactérias Gram negativas que são de forma esférica. Bactérias do gênero Neisseria são exemplos de cocos Gram negativos que causam doenças em humanos. Neisseria meningitidis é diplococo, o que significa que suas células esféricas permanecem em pares após a divisão celular. Neisseria meningitidis causa bacterianameningitee também pode causar septicemia e choque.

Neisseria meningitidis são bactérias esféricas Gram negativas que causam meningite em humanos. As bactérias são normalmente vistas em pares, cada uma côncava no lado voltado para seu parceiro. Agência de Proteção à Saúde/Biblioteca de Fotos Científicas/Imagens Getty

Outra bactéria diplococo, N. gonorrhoeae , é o patógeno responsável pela gonorreia da doença sexualmente transmissível. Moraxella catarrhalis é um diplococo Gram negativo que causa infecções de ouvido em crianças, infecções do sistema respiratório superior, endocardite e meningite .

Gram negativo bactéria cocobacilo tenho formas bacterianas que estão entre esféricos e em forma de haste. Bactérias do gênero Haemophilus e Acinetobacter são cocobacilos que causam infecções graves. Haemophilus influenzae pode causar meningite, sinusite e pneumonia. As espécies de Acinetobacter causam pneumonia e infecções de feridas.

Pontos-chave: Bactérias Gram-positivas vs. Gram-negativas

• A maioria das bactérias pode ser amplamente classificada como Gram-positiva ou Gram-negativa.
• As bactérias Gram positivas têm paredes celulares compostas por camadas espessas de peptidoglicano.
• As células Gram positivas coram de roxo quando submetidas a um procedimento de coloração Gram.
• As bactérias Gram negativas têm paredes celulares com uma fina camada de peptidoglicano. A parede celular também inclui uma membrana externa com moléculas de lipopolissacarídeo (LPS) ligadas.
• As bactérias Gram negativas coram-se de rosa quando submetidas a um procedimento de coloração Gram.
• Enquanto as bactérias Gram positivas e Gram negativas produzem exotoxinas, apenas as bactérias Gram negativas produzem endotoxinas.

Referências adicionais

• Silhavy, T.J., et ai. 'O envelope da célula bacteriana.' Perspectivas de Cold Spring Harbor em Biologia , vol. 2, não. 5, 2010, doi:10.1101/cshperspect.a000414.
• Swoboda, Jonathan G., et ai. 'Função, Biossíntese e Inibição do Ácido Teicóico de Parede.' ChemBioChem , vol. 11, não. 1, junho de 2009, pp. 101-1 35–45., doi:10.1002/cbic.200900557.