معلومة

3.4.3: غلاف الخلية الموجب للجرام - علم الأحياء


تحتوي البكتيريا موجبة الجرام على مغلفات خلوية مصنوعة من طبقة سميكة من الببتيدوغليكان.

أهداف التعلم

  • قارن وقارن بين بقعة موجبة وسالبة الجرام

النقاط الرئيسية

  • تلطخ البكتيريا موجبة الجرام اللون البنفسجي عن طريق تلطيخ الجرام بسبب وجود الببتيدوغليكان في جدار الخلية.
  • ترتبط الببتيدوغليكان بمونومرات حمض الليبوتيكويك المشحونة سالبة الشحنة المهمة لاتجاه الخلية والالتزام بها.
  • ترتبط الأحماض الدهنية الدهنية بالدهون داخل الغشاء السيتوبلازمي ، وبالتالي تربط الببتيدوغليكان بالسيتوبلازم الخلوي.

الشروط الاساسية

  • غرام وصمة عار: طريقة لتفريق الأنواع البكتيرية إلى مجموعتين كبيرتين (موجبة الجرام وسالبة الجرام).

تلطخ البكتيريا موجبة الجرام باللون الأزرق الداكن أو البنفسجي عن طريق تلطيخ الجرام. في حين أن تلطيخ الجرام هو أداة تشخيصية قيمة في كل من الإعدادات السريرية والبحثية ، لا يمكن تصنيف جميع البكتيريا بشكل نهائي من خلال هذه التقنية ، وبالتالي تكوين مجموعات متغيرة الجرام وغير محددة الجرام أيضًا.

يعتمد على الخصائص الكيميائية والفيزيائية لجدران الخلايا الخاصة بهم. في المقام الأول ، يكتشف الببتيدوغليكان ، الموجود في طبقة سميكة في البكتيريا موجبة الجرام. ينتج عن موجب الجرام لون أرجواني / أزرق بينما ينتج عن سالب الجرام لون وردي / أحمر. غالبًا ما تكون صبغة جرام هي الخطوة الأولى في تحديد الكائن البكتيري ، وهي البقعة الافتراضية التي تقوم بها المختبرات على عينة عندما لا تتم الإشارة إلى ثقافة معينة.

في البكتيريا موجبة الجرام ، يكون جدار الخلية سميكًا (15-80 نانومتر) ، ويتكون من عدة طبقات من الببتيدوغليكان. تفتقر إلى غلاف الغشاء الخارجي الموجود في البكتيريا سالبة الجرام. الجري العمودي على صفائح الببتيدوغليكان عبارة عن مجموعة من الجزيئات تسمى أحماض تيشويك ، وهي فريدة من نوعها لجدار الخلية موجب الجرام. أحماض التييكويك هي بوليمرات خطية من بولي جلسرين أو بولي ريبيتول مستبدلة بالفوسفات وعدد قليل من الأحماض الأمينية والسكريات.

يتم تثبيت بوليمرات حمض التيكويك أحيانًا في غشاء البلازما (يسمى حمض الليبوتيكويك ، LTA) ، ويبدو أنها موجهة للخارج بزوايا قائمة لطبقات الببتيدوغليكان. تعطي أحماض Teichoic جدار الخلية موجب الجرام شحنة سالبة إجمالية بسبب وجود روابط فسفودايستر بين مونومرات حمض التيكويك. وظائف حمض التيكويك غير معروفة تمامًا ولكن يُعتقد أنه يعمل كعامل مخلب ووسيلة للالتصاق بالبكتيريا. هذه ضرورية لبقاء البكتيريا موجبة الجرام في البيئة وتوفر الحماية الكيميائية والفيزيائية.

تتمثل إحدى الأفكار في أنها توفر قناة من الشحنات السالبة الموجهة بانتظام لتوصيل المواد المشحونة إيجابياً عبر شبكة الببتيدوغليكان المعقدة. نظرية أخرى هي أن أحماض التييكويك تشارك بطريقة ما في تنظيم وتجميع الوحدات الفرعية لحمض الموراميك على السطح الخارجي لغشاء البلازما.

هناك حالات ، لا سيما في المكورات العقدية ، حيث تورطت أحماض تيكويك في التصاق البكتيريا بأسطح الأنسجة ويعتقد أنها تساهم في إمراضية البكتيريا موجبة الجرام.


قسم الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، يونيفرسيتي بارك ، بنسلفانيا ، 16802

قسم الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، يونيفرسيتي بارك ، بنسلفانيا ، 16802

قسم الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، يونيفرسيتي بارك ، بنسلفانيا ، 16802

قسم الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، يونيفرسيتي بارك ، بنسلفانيا ، 16802

قسم الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، يونيفرسيتي بارك ، بنسلفانيا ، 16802

قسم الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية ، جامعة ولاية بنسلفانيا ، يونيفرسيتي بارك ، بنسلفانيا ، 16802

معهد يونيس كينيدي شرايفر لصحة الطفل والتنمية البشرية ، بيثيسدا ، ماريلاند

جامعة برلين الحرة ، برلين ، ألمانيا

ملخص

يركز هذا الفصل على استجابات الإجهاد المغلف للبكتيريا سالبة الجرام وإيجابية الجرام. حتى الآن ، تم تحديد خمسة استجابات إجهاد رئيسية لمغلف الخلية في الإشريكية القولونية: استجابات s E و Cpx و Rcs وبروتين صدمة فج (Psp) و Bae. تنقسم العديد من استجابات الإجهاد في البكتيريا موجبة الجرام إلى فئتين رئيسيتين: تلك التي يتم تنشيطها عن طريق الارتباط المباشر بالمضاد الحيوي وتلك التي يتم تحفيزها بواسطة إشارة تولدها عمل المضاد الحيوي. بشكل عام ، تحتوي الاستجابات في الدرجة الأولى على جينات ترميز صغيرة لوائح تنظيمية تعمل على إزالة سموم المضاد الحيوي عن طريق ضخه خارج الخلية أو تعديله. تركز هذه المراجعة على الفئة الثانية لأنه يمكن تعريفها بوضوح على أنها استجابات إجهاد الغلاف ، واستشعار عيوب في الغلاف وتنظيم الجينات التي تغير فسيولوجيا الغلاف لتعزيز البقاء على قيد الحياة. على الرغم من أن العصوية الرقيقة يتم تحفيز نظام LiaRS بواسطة العديد من ضغوط الغلاف ، ولا تكون المسوخات liaRS أكثر عرضة للإجهاد المحرض. σ ه من S. coelicolor، أحد الأعضاء المؤسسين لعائلة عامل خارج الهيولى (ECF) ، هو واحد من حوالي 50 عاملًا مفترضًا لـ ECF في البكتيريا. تنتشر استجابات إجهاد غلاف الخلية على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم البكتيري ، ولكن تم التحقيق فيها بشكل مكثف في B. subtilis ، الإشريكية القولونيةوأقاربهم. تم الحفاظ على التفاعلات التنظيمية بين اللاعبين الرئيسيين في الاستجابة ، أي أزواج منظم / anti-ومستشعر كيناز / استجابة.


اختراق حواجز غلاف الخلية للميكروبات إيجابية الجرام والفطريات بواسطة نظام إفراز من النوع السادس في Acidovorax سيترولي

نظام إفراز النوع السادس (T6SS) عبارة عن آلة نانوية مزدوجة أنبوبي حقن للسموم توجد على نطاق واسع في مسببات الأمراض البشرية والنباتية سالبة الجرام. يصور النموذج الحالي أن أنبوب Hcp الذي يشبه الرمح T6SS يتم تشغيله بواسطة تقلص غلاف خارجي للحفر عبر غلاف خلية مجاورة ، مما يؤدي إلى توصيل العصارة الخلوية إلى العصارة الخلوية. ومع ذلك ، يبدو أن البكتيريا موجبة الجرام لا يمكن اختراقها لمثل هذا الإجراء T6SS. هنا نبلغ عن أحد مسببات الأمراض النباتية Acidovorax سيترولي (AC) تنشر T6SS قوية للغاية لقتل مجموعة من البكتيريا بما في ذلك الإشريكية القولونية ، الزائفة الزنجارية, العصوية الرقيقة، و المتفطرة اللطخة وكذلك الأنواع الفطرية بما في ذلك المبيضات البيض و بيتشيا باستوريس. باستخدام المقايسات المعلوماتية الحيوية والكيميائية الحيوية ، حددنا مجموعة من مؤثرات T6SS وتميزنا بمستجيب واحد RhsB وهو أمر بالغ الأهمية للتفاعل بين الأنواع. أبلغنا أن RhsB يحتوي على مجال YD-تكرار محفوظ ومجال نوكلياز C- طرفي. تم تحييد سمية RhsB بواسطة بروتينات المناعة في اتجاه مجرى النهر من خلال التفاعل المباشر. تم شق RhsB في نهاية الطرف C وألغت طفرة تحفيزية داخل بروتياز الأسبارتيك الداخلي مثل هذا الانقسام. بشكل جماعي ، يعرض T6SS الخاص بـ AC أنشطة قوية لاختراق حواجز غلاف الخلية للأنواع إيجابية الجرام والفطريات ، مما يبرز القدرات الموسعة بشكل كبير لـ T6SS في تعديل تركيبات الميكروبيوم في البيئات المعقدة.


بنية جدار الخلية البكتيرية الموجبة الجرام

المكون الهيكلي الأساسي لجدار الخلية البكتيرية هو الببتيدوغليكان ، وهو أمر ضروري للبقاء وتوليفه هو الهدف للمضادات الحيوية الحاسمة 1،2. الببتيدوغليكان عبارة عن جزيء ضخم واحد مصنوع من سلاسل الجليكان المتشابكة بواسطة الفروع الجانبية الببتيدية التي تحيط بالخلية ، وتعمل كقيد للتورم الداخلي 1،3. في البكتيريا موجبة الجرام ، يبلغ سمك الببتيدوغليكان عشرات النانومترات ، ويُصوَّر عمومًا على أنه بنية متجانسة توفر القوة الميكانيكية 4-6. طبقنا هنا الفحص المجهري للقوة الذرية 7-12 لاستجواب أنواع المكورات العنقودية الذهبية المتميزة شكليًا و Bacillus subtilis ، باستخدام الخلايا الحية والببتيدوغليكان المنقى. يتميز السطح الناضج للخلايا الحية بمناظر طبيعية كبيرة (يصل قطرها إلى 60 نانومتر) ، ومسام عميقة (تصل إلى 23 نانومتر) تشكل هلامًا مضطربًا من الببتيدوغليكان. سطح الببتيدوغليكان الداخلي ، الذي يتكون من مواد وليدة أكثر ، يكون أكثر كثافة ، مع تباعد خيوط جليكان عادة أقل من 7 نانومتر. تعتمد بنية السطح الداخلي على الموقع ، حيث يكون لأسطوانة B. subtilis اتجاه محيطي كثيف ، بينما في S. المذهبة وحاجز الانقسام لكلا النوعين ، يكون الببتيدوغليكان كثيفًا ولكنه موجه بشكل عشوائي. إن الكشف عن البنية الجزيئية لمغلف الخلية يؤطر فهمنا لخصائصها الميكانيكية ودورها كواجهة بيئية 13 ، 14 ، مما يوفر معلومات مكملة لمقاربات البيولوجيا الهيكلية التقليدية.

بيان تضارب المصالح

يعلن المؤلفون عدم وجود مصالح متنافسة مالية أو غير مالية.

الأرقام

البيانات الموسعة الشكل 1. بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية خلايا ...

البيانات الموسعة الشكل 1. بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية الخلايا والكيسات: هيكل جيد لجدار الخلية وغيرها ...

البيانات الموسعة الشكل 2. بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية يعيش…

البيانات الموسعة الشكل 2. بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية بنية الخلية الحية.

البيانات الموسعة الشكل 3. نظرة آلية على ...

البيانات الموسعة الشكل 3. نظرة ثاقبة آلية في التحلل المائي الببتيدوغليكان والتوليف.

البيانات الموسعة الشكل 4. بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية السكولي.

البيانات الموسعة الشكل 4. بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية السكولي.

0.1 ، لأن هذه الحالة توفر عددًا أكبر من الحاجز المكون جزئيًا في العينة. ك، صورة عالية الدقة من أ للهيكل الداخلي لـ بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية جدار الخلية ، يظهر شبكة كثيفة موجهة بشكل عشوائي. DS = 10 نانومتر.

البيانات الموسعة الشكل 5. التحليل الكمي لـ ...

موسعة البيانات الشكل 5. التحليل الكمي من المسام.

بيانات موسعة الشكل 6. رسم مقطعي لمطهر ...

البيانات الموسعة الشكل 6. رسم مقطعي للرطوبة المجمدة المنقى بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية كيس.

البيانات الموسعة الشكل 7. B. الرقيقة يعيش…

البيانات الموسعة الشكل 7. B. الرقيقة الخلايا الحية والكيسات.

البيانات الموسعة الشكل 8. B. الرقيقة ساحل…

البيانات الموسعة الشكل 8. B. الرقيقة تحليل اتجاه حبلا ورؤى ميكانيكية

70٪ من الخطوط وتحديد اتجاهها. د، تحولات عائلة MreB ، موضحة في أ-ج، تم إنشاؤه في B. الرقيقة rsgI سلالة الخلفية. قمنا بإعداد عينة نقية من هذا B. الرقيقة rsgI متحولة كعنصر تحكم. تتوافق هذه الصورة مع هيكل CW الداخلي. DS = 76 نانومتر. ه، صورة عالية الدقة من الداخل د إظهار اتجاه حبلا glycan على طول المحور القصير لمورفولوجيا قضيب البكتيريا (السهم الأحمر المتقطع وإدراجها ، I). هذه العينة لها نفس الخصائص والتركيبات مثل سلالة WT. DS = 23 نانومتر. F، البيانات المستخدمة لرسم توزيع الاتجاه ارتفعت من الداخل في ه. ز، كعنصر تحكم إضافي ، عينة sacculi من B. الرقيقة نمت WT كطفرات. تُظهر هذه الصورة بنية CW داخلية أخرى من كيس مكسور. DS = 125 نانومتر. ح، صورة عالية الدقة من الداخل ز يُظهر اتجاه حبلا الجليكان أسطوانيًا على طول المحور القصير لقضيب مورفولوجيا البكتيريا (انظر السهم الأحمر المتقطع وإدخاله ، I). DS = 16 نانومتر. أنا، نفس تحليل اتجاه الخصلة كما هو موضح في ح تم تطبيقه على السطح الخارجي لـ ب. سوبتيليس الخلايا (الشكل 3 ج في النص الرئيسي) ، يكون توزيع الزاوية واسعًا (أقحم ، I) ، مما يشير إلى أن خيوط الجليكان على السطح الخارجي ليس لها اتجاه سائد على عكس السطح الداخلي. ي، البيانات المستخدمة لرسم توزيع الاتجاه ارتفع من الشكل الداخلي في أنا، باستخدام نفس الإجراء مثل ج و F. توفر هذه التجربة نظرة ثاقبة ميكانيكية إلى بنية الاتجاه الأسطواني في داخل الشكل العصي للأنواع موجبة الجرام B. الرقيقة. يعتبر مجمع البروتين MreB و Mbl و MBH أمرًا حيويًا لتخليق الببتيدوغليكان في هذه البنية الأسطوانية -.

البيانات الموسعة الشكل 9. B. الرقيقة الحاجز.

البيانات الموسعة الشكل 9. B. الرقيقة الحاجز.

يقارن هذا الرقم صور B. الرقيقة زنزانة…

البيانات الموسعة الشكل 10. بكتيريا موجبة الجرام ...

البيانات الموسعة الشكل 10. الهندسة المعمارية الجزيئية جدار الخلية البكتيرية إيجابية الجرام

يظهر رسم تخطيطي…

صور AFM للببتيدوغليكان في ...

صور AFM للببتيدوغليكان في الحياة بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية . أ ، الخلية بأكملها ، ...

صور AFM للببتيدوغليكان لـ ...

صور AFM من الببتيدوغليكان للعيش B. الرقيقة واستخراجها. أ ,…


غلاف الخلية البكتيرية

أنتوني فان ليوينهوك ، وهو عامل تنظيف من دلفت ، باستخدام مجهر صغير محلي الصنع ، وصف لأول مرة الميكروبات أو "حويصلات الحيوانات" في عدد من الرسائل إلى الجمعية الملكية. تصف الرسائل تحديدًا "الحيوانات الصغيرة" في ماء الفلفل عام 1676 (نُشرت عام 1677). كان الرسم الشهير لحيوان يسبح من كشط أسنانه في حرف 1684 (المرجع [1] هو الحرف الأصلي بينما المرجع [2] يستخدم مجاهر متماثلة لتفسير الحروف والمرجع [3] هو مقال حديث بإيجاز وضع هذا العمل المبكر في السياق). تم التعرف على هذه "الحيوانات الصغيرة" على أنها حية لأنها تحركت ، وكان من شبه المؤكد أن بعضها كان بكتيريا بسبب حجمها المحسوب ونمط السباحة "... بينما يسبح ثعبان البحر دائمًا برأسه أولاً ، تسبح هذه الحيوانات إلى الوراء وكذلك للأمام". على الرغم من الشكوك الأولية للجمعية الملكية ، بما في ذلك التساؤل عما إذا كان فان ليفينهوك كان مخموراً في وقت ملاحظاته ، أثبت التحقق اللاحق من قبل روبرت هوك بشكل لا لبس فيه وجود كائنات حية مجهرية غير مرئية بالعين المجردة. كان فان ليوينهوك بارعًا في استخدامه للأشياء اليومية (حبيبات الرمل ، وشعر برغوث) لتقدير حجم حيوانه الصغير (حوالي 3 ميكرومتر) ، على الرغم من أن خوفه من عدم تصديقه جعله يقلل من عدد هذه الكائنات في قطرة ماء في مراسلاته مع الجمعية الملكية.

أدى استخدام فان ليوينهوك لمجهر العدسة الواحدة إلى تغيير التصورات حول عالمنا. على مدار 350 عامًا ، تغيرت معرفتنا بهذه الجزيئات الحيوانية (البكتيريا) بالمثل. على وجه الخصوص ، أدت التطورات التقنية الرئيسية في الفحص المجهري وظهور الأساليب الجينية والفيزيائية الحيوية والكيميائية الحيوية والهيكلية إلى ظهور رؤى لا مثيل لها في هذه الكائنات المجهرية. لدينا الآن أيضًا فهم أكبر لأهميتها المركزية بالنسبة لصحة الإنسان والأمراض والبيئة العالمية. في هذا الإصدار ، نركز على منطقة من البكتيريا ، غلاف الخلية ، والتي تمثل في معظم البكتيريا 10٪ فقط من حجم الخلية ولكن يخصص لها الكائن الحي عادةً ربع جينومها.

يمنح غلاف الخلية البكتيريا شكلها ، ويوفر الوسائل التي تولد بها أشكالًا قابلة للاستخدام من الطاقة للنمو والانقسام ، ويحمي الكائن الحي من الاستجابات المناعية للمضيف ، ويعزز التسبب في المرض ، وهو جزء لا يتجزأ من النقل الأفقي للبلازميدات والعناصر المتنقلة الأخرى ويشكل القناة التي من خلالها تتفاعل البكتيريا مع محيطها. تجعل الطبيعة الأساسية لمغلف الخلية عرضة للجزيئات الصغيرة التي تنشرها البكتيريا عند التنافس على الموارد ، وهو أساس العلاج بالمضادات الحيوية اليوم. علاوة على ذلك ، يظل غلاف الخلية هدفًا شائعًا في البحث عن مضادات حيوية جديدة لمكافحة ارتفاع مقاومة الأدوية المتعددة. تتطلب جميع الوظائف المعقدة التي تقوم بها البكتيريا درجة عالية من التنظيم ، وينبع الكثير من الإثارة الأخيرة فيما يتعلق ببيولوجيا الغلاف من تقديرنا الجديد لهذه المنظمة. تعكس المراجعات المنشورة في هذه المجموعة بعض التطورات الرئيسية في هذا المجال في السنوات القليلة الماضية من القادة في مجالات تخصصهم. بينما سعينا لالتقاط كل ما هو جديد ومبتكر في بيولوجيا غلاف الخلية البكتيرية ، لا محالة بعض المجالات التي يعتذر عنها المحررون. هناك الكثير فقط الذي يمكنك القيام به (أو في الواقع التسول من أجله).

بشكل عام ، يأتي غلاف الخلية البكتيرية في نوعين: نوع البكتيريا سالبة الجرام التي لها غشاءان ، السيتوبلازم والغشاء الخارجي مفصولة عن المحيط الذي يكون فيه جدار خلوي رقيق مكون من الببتيدوغليكان ، وغشاء موجب الجرام. البكتيريا التي لا تحتوي إلا على غشاء هيولي محاط بطبقة ببتيدوغليكان أكثر سمكًا. تنبثق الهياكل والعمليات الموصوفة في هذا الموضوع من الغشاء السيتوبلازمي وتغطي غلاف الخلية بالكامل ، وتشمل دراسات في كل من الكائنات الدقيقة إيجابية الجرام وسالبة الجرام.

يبدأ الإصدار بالمشكلة الرئيسية التي تواجهها الكائنات وحيدة الخلية ، وهي تحديد وسطها في الوقت المناسب لضمان الفصل المتساوي بين المواد الجينية والخلوية عند انقسام الخلية [4]. تتناول المقالة التالية كيفية تحرك البروتينات عبر الغشاء السيتوبلازمي ، بحيث يمكن بناء غلاف الخلية [5]. يتم بعد ذلك التعامل مع تكوين جدار الخلية الببتيدوغليكان وتجميعه في المراجعتين التاليتين [6،7]. تتناول المقالات الخمس التالية المشكلات المرتبطة ببناء الغشاء الخارجي. على عكس الغشاء السيتوبلازمي ، فإن الغشاء الخارجي غير متماثل ، ويتكون من نشرة داخلية من الدهون الفوسفورية ونشرة خارجية من عديدات السكاريد الدهنية (LPS). الفرق الرئيسي الآخر هو حقيقة أن الغشاء الخارجي يخلو من مصدر للطاقة. كل هذه الميزات تعني أن بناء الغشاء الخارجي وصيانته كان حتى وقت قريب لغزًا. تعكس المراجعات الخمسة في موضوع الموضوع التطورات الهائلة التي تم إجراؤها وتعالج الجوانب التكميلية لهذه المشكلة: وتشمل هذه المراجعات بناء LPS في الغشاء السيتوبلازمي ، ونقله عبر محيط البلازم ثم إدخاله في الغشاء الخارجي. ] تتناول المادتان التاليتان طي وإدخال البروتينات الرئيسية في الغشاء الخارجي ، والتي تكون كلها تقريبًا براميل بيتا [10،11]. المكون الرئيسي الآخر للبروتين في الغشاء الخارجي هو البروتين الدهني ، والذي يتم تناوله في المراجعة التالية [12]. يسلط المؤلفون الضوء على كيفية عرض البروتينات الدهنية على سطح البكتيريا. أخيرًا ، نتعامل مع الهياكل التي تمتد على غلاف الخلية ، بما في ذلك المحرك الدوار للسوط البكتيري والحقن المرتبط بنظام الإفراز من النوع الثالث [13] ، ونظام الإفراز من النوع السادس الذي تستخدمه البكتيريا لقتل بعضها البعض خلال فترة ما بين والمنافسة داخل الأنواع [14].

بالنظر إلى معدل التقدم في فهم غلاف الخلية البكتيرية منذ زمن فان ليوينهوك ، يمكننا فقط أن نتخيل ما ستجلبه السنوات الـ 350 القادمة. بالفعل ، يمكن حل الريبوسومات المفردة بدقة ذرية تقريبًا في البكتيريا! ستزودنا العقود القادمة بلا شك بمعرفة أكثر تفصيلاً عن كيفية بناء هياكل غلاف الخلية وصيانتها وتنظيمها ، مما سيسمح في نهاية المطاف باستغلالها كأهداف جديدة ضرورية للعلاج بالمضادات الحيوية والمواد الحيوية.


جدول المحتويات

القسم 1: جدار الخلية الموجب للجرام
فنسنت أ

1 جدار الخلية موجب الجرام
مانفريد روده

2 بروتينات سطحية على البكتيريا موجبة الجرام
فنسنت أ

القسم 2: العقدية
فينسينت إيه فيشتي وجوزيف جيه فيريتي

3 الغزو داخل الخلايا بواسطة Streptococcus pyogenes: الغزوات ومستقبلات المضيف ومدى ارتباطها بالأمراض البشرية
بينان وانج وبي. باتريك كليري

4 سكاريد كبسول من المجموعة أ العقدية
مايكل ويسلز

5 السموم والمضادات الفائقة للمكورات العقدية من المجموعة أ
بليك أ.شانون ، وجون ك. ماكورميك ، وباتريك إم شليفيرت

6 علم الوراثة من العقديات المجموعة أ
كيو هونغ تشو وجاري بورت ومايكل كابارون

7 المحاكاة الجزيئية ، والمناعة الذاتية ، والعدوى: المستضدات التفاعلية المتقاطعة للمجموعة A العقدية وعقابيلها
مادلين دبليو كننغهام

8 تفاعلات المصفوفة خارج الخلية مع مسببات الأمراض إيجابية الجرام
سفين هامرشميت ومانفريد روده وكلاوس تي بريسنر

9 تشوير الخلايا المضيفة بوساطة العقدية
فيجاي بانتشولي

10 طرق لقاح للحماية من التهاب البلعوم العقدي من المجموعة أ
فنسنت فيشيتي

11 البكتيريا العقدية من المجموعة أ
دبليو مايكل ماكشان

12 علم الأوبئة الجزيئي ، وعلم البيئة ، وتطور المكورات العقدية من المجموعة أ
ديبرا إي بيسين وبيير آر سميسترز وبرنارد دبليو بيل

العقديات المجموعة ب

13 التراكيب السطحية للمكورات العقدية من المجموعة ب مهمة لمناعة الإنسان
لورانس باوليتي ودينيس كاسبر

14 علم الأوبئة من عدوى المكورات العقدية من المجموعة ب
فانيسا ن. رابي وآندي إل شين

المجموعة C و G العقدية

15 عوامل وراثية وإمراضية للمجموعة C و G Streptococci
هورست مالك

16 عوامل إمراضية في المجموعة ج والمكورات العقدية زاي
كلير إي تيرنر ، لورا بوبا ، وأندرولا إفستراتيو

17 العدوى التي تسببها المجموعة C و G العقدية (Streptococcus dysgalactiae subsp. equisimilis وغيرها): الجوانب الوبائية والسريرية
جيو باراكو

العقدية الرئوية

18 جدار الخلية من Streptococcus pneumoniae
فالديمار فولمر وأوريتا ماسيدا وألكسندر توماسز

19 العقدية الرئوية المحفظة السكاريد
جيمس باتون وجودي مورونا

20 العقدية الرئوية: الغزو والالتهاب
أليستر ج. لوغران ، وكارلوس ج. أوريويلا ، وإلين إي تومانن

21 تباين طور من العقدية الرئوية
جينغ لي وجينغ رن تشانغ

22 علم الوراثة من العقدية الرئوية
فرانشيسكو سانتورو وفرانشيسكو إانيلي وجياني بوتزي

23 لقاح المكورات الرئوية
ديفيد إي بريليس ، وجيمس سي باتون ، وريشمي موكرجي ، وإدوارد سوياتلو ، ومارلين ج.

المكورات المعوية

24 إمراض المكورات المعوية
إليزابيث إم سيليك وداريا فان تاين ومايكل إس جيلمور

25 علم الوراثة المعوية
كيث إي ويفر

العقديات الفموية

26 بيولوجيا المكورات العقدية عن طريق الفم
جيه أبريشز ، إل زينج ، جيه كيه كاجفاش ، إس آر بالمر ، بي تشاكرابورتي ، زد تي وين ، في بي ريتشاردز ، إل جيه برادي ، وجيه إيه ليموس

27 بيولوجيا المكورات العقدية الطافرة
جيه إيه ليموس

28 علم الوراثة من العقديات مجموعة Sanguinis في الصحة والمرض
أنجيلا نوبس وجينز كريث

المكورات اللبنية

29 علم الوراثة من المكورات اللبنية
فيليب جودو ، ويوجي ياماموتو ، وبيتر رهدال جنسن ، وكارين هامر ، ودلفين ليشاردور ، وألكسندرا جروس

القسم 3: المكورات العنقودية
ريتشارد ب. نوفيك

30 الجينوم المتطور
جودي ليندسي

31 البلازميدات والعناصر القابلة للتحويل والتكامل
نيفيل فيرث ، سليد أو جنسن ، ستيفن إم كوونج ، رونالد أ. سكوراي ، وجوشوا بي رامزي

32 العاثيات المعتدلة من المكورات العنقودية الذهبية
Hanne Ingmer و David Gerlach و Christine Wolz

33 جزر الإمراضية ودورها في بيولوجيا المكورات العنقودية
ريتشارد نوفيك

34 التنفس ومتغيرات المستعمرات الصغيرة من المكورات العنقودية الذهبية
ريتشارد بروكتور

35 الحمض النووي الريبي غير المشفر
إيما ديجرانج ، ستيفانو مارزي ، كارين مورو ، باسكال رومبي ، وإيزابيل كالديلاري

36 جدار خلية المكورات العنقودية
ريتا سوبرال وألكسندر توماسز

37 مجموعة إفراز البروتين العنقودي والمغلف
أولاف شنيويند ودومينيك م ميسياكاس

38 بروتينًا سطحيًا مطلوبًا للالتصاق والغزو
تيموثي جيه فوستر

39 التهرب المناعي عن طريق المكورات العنقودية الذهبية
نينكي دبليو إم دي يونج ، وكوك بي إم فان كيسيل ، وجوس إيه جي فان ستريب

40 المكورات العنقودية الذهبية تفرز السموم والإنزيمات خارج الخلية
فيكتور جيه توريس

41 تنظيم الفوعة العنقودية الذهبية
كريستيان جينول وألكسندر ر. هورسويل

42 الفوعة والتمثيل الغذائي
أنتوني ر.ريتشاردسون

43 المكورات العنقودية الأغشية الحيوية
مايكل أوتو

44 التهابات العنقوديات الخاطف
إيف جيليت ، توماس هنري ، وفران وكسديليوس فاندنيش

45 استعمار المكورات العنقودية الذهبية للأنف البشري والتفاعل مع أعضاء الميكروبيوم الآخرين
كلوديا لاوكس ، وأندرياس بيشل ، وبيرنهارد كريسمر

46 المكورات العنقودية الذهبية في الحيوانات
أندرياس إف هاج ، ج. روس فيتزجيرالد ، وجوس وإيكيوت ر. بيناد وإيكوتيس

47 مقاومة المضادات الحيوية ومشكلة MRSA
مارتن فيسترجارد ودورتي فريز وهان إنغر

48 المناعة ضد المكورات العنقودية الذهبية: الآثار المترتبة على تطوير اللقاح
ريتشارد إيه بروكتور

49 العلاجات غير التقليدية ضد المكورات العنقودية الذهبية
إريك سكار

القسم 4: الليستيريا
دانيال أ. بورتنوي

50 علم الأوبئة والمظاهر السريرية لعدوى الليسترية المستوحدة
والتر ف. شلك الثالث

51 الاستجابات المناعية الفطرية والتكيفية أثناء عدوى الليسترية المستوحدة
سارة إي إف دأورازيو

52 تنظيم فوعة الليستريا المستوحدة
J & oumlrgen Johannson و Nancy E. Freitag

53 بيولوجيا الخلية للغزو والنمو داخل الخلايا بواسطة Listeria monocytogenes
خافيير بيزارو سيرد وأكيوت وباسكال كوسارت

54 التمثيل الغذائي لمسببات الأمراض الجرثومية موجبة الجرام الليستريا المستوحدة
جون ديميان سوير ، أنات أ. هيرسكوفيتس ، وماري إكس.د.أو & رسقوو ريوردان

القسم 5: مسببات الأمراض المكونة للجراثيم
جوليان آي رود

55 مجموعة Bacillus cereus: Bacillus Species ذات القدرة الممرضة
مونيكا إيلينج سكولز وتيريزا إم كوهلر وديدييه ليريكلس

56 التبويض والإنبات في مسببات الأمراض المطثية
إيمي شين ، وأدريان إن إدواردز ، ومحفوظور ر. ساركر ، ودانييل باريديس-سابجا

57 علم الوراثة المطثية: التلاعب الجيني للمطثيات الممرضة
سارة أ. كوني وجوليان أي رود ودينا ليراس

58 علم الجينوم من كلوستريديا الممرضة
روبرت جيه مور وجيك أ.لاسي

59 الفوعة بلازميدات المطثيات الممرضة
سارا أ. ريفيت ميلز ، كالوم جيه فيدور ، توماس دي واتس ، دينا ليراس ، جوليان آي رود ، وفيكي آدامز

60 المطثيات السامة المعوية: كلوستريديوم بيرفرينجنز الأمراض المعوية
أرشانا شريسثا ، فرانسيسكو أ.أوزال ، وبروس إيه ماكلين

61 المطثيات السامة المعوية: المطثيات العسيرة العدوى
إس ميليتو ، أ. داس ، ودينا ليراس

62 العدوى المطثية السامة للنسيج
ماشهيرو ناجاهاما ، ماسايا تاكيهارا ، وجوليان آي رود

63 المطثيات السامة للأعصاب
إريك أ.جونسون

القسم 6: الفطريات والبكتيريا الوتدية
ميريام براونستين

64 المتفطرات
جراهام إف هاتفول

65 المناعة من عدوى السل المتفطرة
جوناثان كيفين سيا وجيوثي رينجاراجان

66 كشف بنية الغلاف الفطري
Mamadou Daff & eacute و Hedia المراكشي

67 حلم المتفطرات
كاثرين بارانوفسكي وإي هيسبر ريغو وإريك جيه روبين

68 المتفطرة السلية الأيض
غابرييل تي ماشابيلا 1 ، تيموثي جيه دي ويت ، وديجبي إف وارنر

69 تصدير البروتين إلى وعبر غلاف خلية ديدرم غير النمطية للبكتيريا الفطرية
فنسنت جيه سي فان ويندين ، إديث ن. هوبن ومريم برونشتاين

70 الوتدية الخناق: التنشيط بوساطة الحديد لـ dtxR وتنظيم التعبير عن السم الخناق
سعدية بارفين وويليام ر. بيشاي وجون آر مورفي

فهرس


البكتيريا سالبة الجرام

مثل البكتيريا موجبة الجرام ، فإن غرام سالب يتكون جدار الخلية البكتيرية من الببتيدوغليكان. ومع ذلك ، فإن الببتيدوغليكان عبارة عن طبقة رقيقة واحدة مقارنة بالطبقات السميكة في الخلايا الموجبة للجرام. لا تحتفظ هذه الطبقة الرقيقة بصبغة الكريستال البنفسجي الأولية ولكنها تلتقط اللون الوردي للبقعة المضادة أثناء تلطيخ الجرام. إن بنية جدار الخلية للبكتيريا سالبة الجرام أكثر تعقيدًا من تلك الموجودة في البكتيريا موجبة الجرام. يقع بين غشاء البلازما وطبقة الببتيدوغليكان الرقيقة عبارة عن مصفوفة تشبه الهلام تسمى الفضاء المحيطي. على عكس البكتيريا موجبة الجرام ، فإن البكتيريا سالبة الجرام لها الغشاء الخارجي الطبقة الخارجية لجدار الخلية الببتيدوغليكان. بروتينات الغشاء ، البروتينات الدهنية مورين ، تربط الغشاء الخارجي بجدار الخلية.

من الخصائص الفريدة الأخرى للبكتيريا سالبة الجرام وجود عديد السكاريد الدهني (LPS) جزيئات على الغشاء الخارجي. LPS هو مركب جليكوليبيد كبير يحمي البكتيريا من المواد الضارة في بيئتها. وهو أيضًا سم جرثومي (سم داخلي) يمكن أن يسبب التهابًا وصدمة إنتانية عند الإنسان إذا دخل الدم. هناك ثلاثة مكونات لـ LPS: Lipid A ، وعديد السكاريد الأساسي ، ومستضد O. ال الدهون أ المكون يربط LPS بالغشاء الخارجي. تعلق على الدهون أ هو عديد السكاريد الأساسي. يقع بين مكون الدهون A ومستضد O. ال يا مستضد المكون مرتبط بالعديد السكاريد الأساسي ويختلف بين الأنواع البكتيرية. يمكن استخدامه لتحديد سلالات معينة من البكتيريا الضارة.


غارات عبر غلاف الخلية البكتيرية: الرؤية هي تصديق

السمة الوحيدة لجميع الخلايا بدائية النواة هي وجود غلاف خلوي يتكون من غشاء سيتوبلازم وجدار خلوي. فتح إدخال تقنيات تجزئة الخلايا البكتيرية في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي جنبًا إلى جنب مع التطورات في إجراءات الفحص المجهري الإلكتروني النافذة نحو فهم التركيب الكيميائي وبنية غلاف الخلية. تتتبع هذه المراجعة مساهمة Terry Beveridge في هذه المساعي ، بدءًا من دراسات الدكتوراه التي أجراها في السبعينيات حول بنية المصفوفات السطحية البلورية (طبقات S) ، متبوعًا باستكشاف الطرق المبردة للحفاظ على البكتيريا لتحليلات البنية التحتية. تنعكس أفكاره في المثال الحالي لمساهمة المجهر الإلكتروني بالتبريد في دراسات الطبقة S - بنية وتجميع الصفيف السطحي لـ Caulobacter crescentus. تركز المراجعة بعد ذلك على مساهمات تيري في تصوير البنية الدقيقة لمغلفات الخلايا البكتيرية وفي تطوير تقنيات الفحص المجهري الإلكتروني بالتبريد ، بما في ذلك استخدام CEMOVIS (الفحص المجهري المبرد للإلكترون للأقسام الزجاجية) "لرؤية" البنية التحتية الدقيقة للجرام- مغلف الخلية الموجب - آخر مساعيه العلمية.

الكلمات الدالة: CEMOVIS Terry J. Beveridge أرائك مغلفة بمجهر إلكتروني بالتبريد السطحي للطبقات السطحية السليولية المغلفة.


مغلف الخلية

يمكن أن يختلف سطح الخلية البكتيرية (أو الغلاف) اختلافًا كبيرًا في هيكلها ، ويلعب دورًا مركزيًا في خصائص وقدرات الخلية. الميزة الوحيدة الموجودة في جميع الخلايا هي الغشاء السيتوبلازمي ، الذي يفصل داخل الخلية عن بيئتها الخارجية ، وينظم تدفق العناصر الغذائية ، ويحافظ على البيئة المناسبة داخل الخلايا ، ويمنع فقدان محتويات الخلية. يقوم الغشاء السيتوبلازمي بالعديد من الوظائف الخلوية الضرورية ، بما في ذلك توليد الطاقة ، وإفراز البروتين ، وفصل الكروموسومات ، والنقل الفعال للمواد الغذائية. إنه غشاء وحدة نموذجي يتكون من البروتينات والدهون ، يشبه بشكل أساسي الغشاء الذي يحيط بجميع الخلايا حقيقية النواة. يظهر في الصور المجهرية الإلكترونية كتركيبة ثلاثية الطبقات من الدهون والبروتينات التي تحيط بالكامل بالسيتوبلازم.

يرقد خارج هذا الغشاء جدار صلب يحدد شكل الخلية البكتيرية. يتكون الجدار من جزيء ضخم يسمى ببتيدوغليكان (أو مورين). في البكتيريا موجبة الجرام ، يشكل الببتيدوغليكان طبقة سميكة شبيهة بالشبكة تحافظ على الصبغة الزرقاء لصبغة جرام عن طريق حبسها في الخلية. في المقابل ، في البكتيريا سالبة الجرام ، تكون طبقة الببتيدوغليكان رفيعة جدًا (عمق جزيء واحد أو جزيئين فقط) ، ويتم غسل الصبغة الزرقاء بسهولة من الخلية.

يحدث الببتيدوغليكان فقط في البكتيريا (باستثناء تلك التي ليس لديها جدار خلوي ، مثل الميكوبلازما). الببتيدوغليكان عبارة عن بوليمر طويل السلسلة من سكرين متكررين (n -acetylglucosamine و n -acetyl muramic acid) ، حيث ترتبط سلاسل السكر المجاورة ببعضها البعض عن طريق جسور الببتيد التي تمنح ثباتًا صارمًا. تختلف طبيعة الجسور الببتيدية اختلافًا كبيرًا بين أنواع البكتيريا ولكنها تتكون بشكل عام من أربعة أحماض أمينية: إل-ألانين مرتبط بحمض الجلوتاميك d ، المرتبط إما بحمض ديامينوبيمليك في البكتيريا سالبة الجرام أو l -lysine ، l -ornithine ، أو حمض ديامينوبيمليك في البكتيريا موجبة الجرام ، والذي يرتبط أخيرًا بـ d -alanine. في البكتيريا سالبة الجرام ، تربط جسور الببتيد d -alanine في سلسلة واحدة بحمض diaminopimelic في سلسلة أخرى. في البكتيريا موجبة الجرام ، يمكن أن يكون هناك سلسلة ببتيد إضافية تمتد من وصول الوصلة المتقاطعة ، على سبيل المثال ، يوجد جسر إضافي من خمسة جلايسينات في المكورات العنقودية الذهبية.

يعد تخليق الببتيدوغليكان هدفًا للعديد من العوامل المضادة للميكروبات المفيدة ، بما في ذلك المضادات الحيوية بيتا لاكتام (مثل البنسلين) التي تمنع الارتباط المتقاطع لجسور الببتيد. تهاجم بعض البروتينات التي تصنعها الحيوانات كعوامل دفاع طبيعية مضادة للبكتيريا جدران خلايا البكتيريا. على سبيل المثال ، يقوم إنزيم يسمى الليزوزيم بتقسيم سلاسل السكر التي تشكل العمود الفقري لجزيئات الببتيدوغليكان. The action of any of these agents weakens the cell wall and disrupts the bacterium.

In gram-positive bacteria the cell wall is composed mainly of a thick peptidoglycan meshwork interwoven with other polymers called teichoic acids (from the Greek word teichos, meaning “wall”) and some proteins or lipids. In contrast, gram-negative bacteria have a complex cell wall that is composed of multiple layers in which an outer membrane layer lies on top of a thin peptidoglycan layer. This outer membrane is composed of phospholipids, which are complex lipids that contain molecules of phosphate, and lipopolysaccharides, which are complex lipids that are anchored in the outer membrane of cells by their lipid end and have a long chain of sugars extending away from the cell into the medium. Lipopolysaccharides, often called endotoxins, are toxic to animals and humans their presence in the bloodstream can cause fever, shock, and even death. For most gram-negative bacteria, the outer membrane forms a barrier to the passage of many chemicals that would be harmful to the bacterium, such as dyes and detergents that normally dissolve cellular membranes. Impermeability to oil-soluble compounds is not seen in other biological membranes and results from the presence of lipopolysaccharides in the membrane and from the unusual character of the outer membrane proteins. As evidence of the ability of the outer membrane to confer resistance to harsh environmental conditions, some gram-negative bacteria grow well in oil slicks, jet fuel tanks, acid mine drainage, and even bottles of disinfectants.

The Archaea have markedly different surface structures from the Bacteria. They do not have peptidoglycan instead, their membrane lipids are made up of branched isoprenoids linked to glycerol by ether bonds. Some archaea have a wall material that is similar to peptidoglycan, except that the specific sugar linked to the amino acid bridges is not muramic acid but talosaminuronic acid. Many other archaeal species use proteins as the basic constituent of their walls, and some lack a rigid wall.


ببتيدوغليكان

Covalent Attachment of Secondary Cell Wall Polymers to Peptidoglycan

Gram-positive bacteria contain abundant secondary cell wall polymers, like wall teichoic acid, capsular polysaccharides and/or arabinogalactan, which can account for more than 50% of the total cell wall material ( Fig. 6.4 ) [3,6] . Wall teichoic acids are present in most Gram-positive species and are anionic polymers made of glycerol phosphate or ribitol phosphate repeating units. Capsular polysaccharides often form the outer layer in the cell envelope and protect the cell from opsonization by factors of the immune system. Arabinogalactans are complex, branched polysaccharides present in the cell envelope of Mycobacterium, Corynebacterium و نوكارديا species [108] . These secondary cell surface polymers are covalently linked to peptidoglycan via a phosphodiester bond to C6-OH of MurنAc. Although linking the various polymers to the peptidoglycan is the final, and a crucial, step in the assembly of the cell wall of Gram-positive bacteria, the enzymes responsible for the reaction have long remained elusive. Recently, the LytR-CpsA-Psr (LCP) family of phosphotransferases have been shown to catalyse the attachment of teichoic acids or capsular polysaccharides to peptidoglycan [109] . Both, B. الرقيقة و الرئوية الرئوية have three LCP phosphotransferases, which localize to cell wall growth sites and may have redundant roles in the attachment of different cell wall polymers. Depletion of the corresponding genes results in a reduced amount of secondary cell wall polymers or their release from the cell surface into the culture supernatant [109,110] . Certain combinations of double or triple gene deletions result in severe growth or cell shape defects, or are lethal, demonstrating the importance of these enzymes.

Figure 6.4 . Covalent attachment of proteins and anionic surface polymers to peptidoglycan. (أ) بكتريا قولونية attaches the outer-membrane anchored Braun’s lipoprotein (Lpp) via its C-terminal lysine residue to the ميسو2pm residue of the peptide. FA, fatty acid residues. (b) Many Gram-positive bacteria anchor cell wall proteins to position 3 of the peptide or, if present, to the peptide branch. This example shows how proteins are anchored to the peptidoglycan in بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية. aa, any amino acid. (c) Gram-positive species bind anionic surface polymers like teichoic acids or capsular polysaccharides to MurنAc residues via a phosphodiester bond and a linkage unit (LU). RU, repeating unit.

Remarkably, the crystal structures of الرئوية الرئوية Cps2A, which is involved with the attachment of type 2 capsule, contains the polyprenyl phosphate or pyrophosphate transport lipid, which are the product or substrate mimics of the phosphotransferase reaction. Hence, these enzymes transfer the nascent chains of cell wall polymers from their precursors linked to the undecaprenol pyrophosphate transport lipid to peptidoglycan [109,110] .


Difference Between Gram Positive and Gram Negative Bacteria

جرب هذه النصائح حول يرجع تاريخها

Gram Positive Bacteria: Gram positive bacteria retain the crystal violet stain during gram staining, giving the positive result.

Gram Negative Bacteria: Gram negative bacteria do not retain the crystal violet stain during gram staining, giving the negative result.

Appearance under Microscope

Gram Positive Bacteria: Gram positive bacteria appear in purple color under the microscope.

Gram Negative Bacteria: Gram negative bacteria appear in pink by retaining the counterstain safranin.

Outer Membrane

Gram Positive Bacteria: The outer membrane is present in gram positive bacteria.

Gram Negative Bacteria: The outer layer is absent in gram negative bacteria.

Peptidoglycan Layer

Gram Positive Bacteria: The peptidoglycan layer is thick and multilayered.

Gram Negative Bacteria: The peptidoglycan layer is thin and single-layered.

Periplasmic Space

Gram Positive Bacteria: The periplasmic space is absent in gram positive bacteria.

Gram Negative Bacteria: The periplasmic space is present in gram negative bacteria.

Thickness of the Cell Wall

Gram Positive Bacteria: The thickness of the cell wall in gram positive bacteria is around 20-80 nm.

Gram Negative Bacteria: The cell wall of gram negative bacteria is around 5-10 nm thick.

Texture of the Cell Wall

Gram Positive Bacteria: The cell wall of gram positive bacteria is smooth.

Gram Negative Bacteria: The cell wall of gram negative bacteria is wavy.

Lipopolysaccharide (LPS) Content in the Wall

Gram Positive Bacteria: The cell wall of gram positive bacteria contains virtually none lipopolysaccharide content.

Gram Negative Bacteria: Gram negative bacteria contain high lipopolysaccharide content in their cell wall.

Lipid and Lipoprotein Content

Gram Positive Bacteria: Lipid and lipoprotein content is low in the cell wall of gram positive bacteria.

Gram Negative Bacteria: Lipid and lipoprotein content is high in the cell wall of gram negative bacteria.

Murein

Gram Positive Bacteria: The cell wall of gram positive bacteria contains 70-80% murein.

Gram Negative Bacteria: The cell wall of the gram negative bacteria contains 10-20% murein.

Pores on the Outer Membrane

Gram Positive Bacteria: Porins are absent in the outer membrane of gram positive bacteria.

Gram Negative Bacteria: Porins or hydrophilic channels are present in the outer membrane of gram negative bacteria.

Teichoic Acid

Gram Positive Bacteria: Teichoic acid is present in the membrane of gram positive bacteria.

Gram Negative Bacteria: Teichoic acid is absent in the membrane of gram negative bacteria.

Basal Body of the Flagellum

Gram Positive Bacteria: The basal body of the flagellum contains two rings in gram positive bacteria.

Gram Negative Bacteria: The basal body of the flagellum contains four rings in gram negative bacteria.

Gram Positive Bacteria: Gram positive bacteria do not contain pili.

Gram Negative Bacteria: Gram negative bacteria contain pili.

Prominent Mesosomes

Gram Positive Bacteria: Mesosomes are more prominent in gram positive bacteria.

Gram Negative Bacteria: Mesosomes are less prominent in gram negative bacteria.

Resistance to Physical Disruption, Sodium Azide, and Drying

Gram Positive Bacteria: The resistance to physical disruption, sodium azide, and drying is high in gram positive bacteria.

Gram Negative Bacteria: The resistance to physical disruption, sodium azide, and drying is low in gram negative bacteria.

Susceptibility to Anionic Detergents

Gram Positive Bacteria: Susceptibility to anionic detergents is high in gram positive bacteria.

Gram Negative Bacteria: Susceptibility to anionic detergents is low in gram negative bacteria.

Inhibition by Basic Dyes

Gram Positive Bacteria: Inhibition by basic dyes is high in gram positive bacteria.

Gram Negative Bacteria: Inhibition by basic dyes is low in gram negative bacteria

Cell Wall Disruption by Lysozyme

Gram Positive Bacteria: The cell wall of the gram positive bacteria is more prone to disruption by lysozyme.

Gram Negative Bacteria: The cell wall of the gram negative bacteria is less prone to disruption by lysozyme.

Pathogenicity

Gram Positive Bacteria: A few types of pathogenic bacteria are to gram positive.

Gram Negative Bacteria: Most pathogenic bacteria are gram negative.

السموم

Gram Positive Bacteria: Exotoxins are produced by gram positive bacteria.

Gram Negative Bacteria: Either endotoxins or exotoxins are produced by gram negative bacteria.

Antibiotic Resistance

Gram Positive Bacteria: Gram positive bacteria are more susceptible to antibiotics like Penicillin and Sulfonamide.

Gram Negative Bacteria: Gram negative bacteria are more resistance to antibiotics. But, they are susceptible to Streptomycin, Chloramphenicol, and Tetracycline.

أمثلة

Gram Positive Bacteria: Lactobacillus, Actinomyces, Bacillus, Clostridium, Corynebacterium, Staphylococci, and Streptococci are examples for gram positive bacteria.

Gram Negative Bacteria: Acetobacter, Chlamydia, Borrelia, Bortadella, Burkholderia, Enterobacter, Escherichia, Helicobacter, Klebsiella and Neisseria are examples for gram negative bacteria.

استنتاج

Gram positive and gram negative are two differentiations found in bacteria, which can be used to classify bacteria. The differentiation is based on the thickness of the peptidoglycan layer, which is found in the cell wall. Peptidoglycan is found in both gram positive and gram negative bacteria. It provides mechanical support and the characteristic shape to the bacteria. Peptidoglycan layer of gram positive bacteria is multilayered. But, it is a monolayer in gram negative bacteria. Due to the thickness of the peptidoglycan layer, gram positive bacteria is capable of retaining the gram stain, crystal violet-Iodine complex, inside the cell wall. Hence, they can be visualized under the microscope in purple color. However, gram negative bacteria are unable to retain the gram stain and they can be stained by the counter stain safranin. On the other hand, gram negative bacteria contains an outer membrane, which gives the antibiotic resistance to the bacteria. Some bacteria like الميكوبلازما species lack peptidoglycans in the cell wall and are unable to be distinguished as gram positive or gram negative. These species bear some membrane structures of both gram positive and gram negative bacteria. The main difference between gram positive and gram negative bacteria is the thickness of cell wall peptidoglycan layer present in each bacteria.

المرجعي:
1. Salton, Milton R.J. “Structure.” Medical Microbiology. الطبعة الرابعة. U.S. National Library of Medicine, 01 Jan. 1996. Web. 30 Mar. 2017.
2. “List of Gram positive and Gram Negative Bacteria.” List of Gram positive and Gram Negative Bacteria Flashcards | Quizlet. N.p., n.d. الويب. 30 Mar. 2017.

Image Courtesy:
1. “Bacillus species”By Dr. Sahay – Own work (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Gram-positive cellwall-schematic” By Twooars at the English language Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. “Gram stain 01” By Y tambe – Y tambe’s file (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
4. “Gram negative cell wall” By Jeff Dahl – Own work (GFDL) via Commons Wikimedia


شاهد الفيديو: الخلية موجبة وسالبة الجرام - Gram positive and gram negative bacteria (كانون الثاني 2022).