Bacterias Gram Positivas vs. Gram Negativas

Este es un cultivo mixto de Escherichia coli Gram negativa (rojo-naranja) y Staphylococcus aureus Gram positivo (azul-púrpura) teñido con el método de tinción de Gram.

Michael R. Francisco/Flickr/CCBY-SA

La mayoría bacterias se clasifican en dos grandes categorías: Gram positivas y Gram negativas. Estas categorías se basan en su pared celular composición y reacción a la Prueba de tinción de Gram . El método de tinción de Gram, desarrollado por Hans Christian Gramo , identifica bacterias basándose en la reacción de sus paredes celulares a ciertos tintes y productos químicos.

Las diferencias entre las bacterias Gram positivas y Gram negativas se relacionan principalmente con la composición de su pared celular. Las bacterias Gram positivas tienen paredes celulares compuestas principalmente de una sustancia exclusiva de las bacterias conocida como peptidoglicano o mureína. Estas bacterias se tiñen de púrpura después de la tinción de Gram. Las bacterias Gram negativas tienen paredes celulares con solo una capa delgada de peptidoglicano y una membrana externa con un componente de lipopolisacárido que no se encuentra en las bacterias Gram positivas. Las bacterias Gram negativas se tiñen de rojo o rosa después de la tinción de Gram.

Bacterias Gram Positivas

Las paredes celulares de bacterias grampositivas difieren estructuralmente de las paredes celulares de las bacterias Gram negativas. El componente principal de las paredes celulares bacterianas es el peptidoglicano. peptidoglicano es una macromolécula compuesta de azúcares y aminoácidos que se ensamblan estructuralmente como material tejido. El componente de aminoazúcar consta de moléculas alternas de N-acetilglucosamina (NAG) y Ácido N-acetilmurámico (NAM) . Estas moléculas se entrecruzan entre sí mediante péptidos cortos que ayudan a dar fuerza y ​​estructura a los peptidoglicanos. El peptidoglicano brinda protección a las bacterias y define su forma.

Esta imagen muestra la composición de la pared celular de las bacterias Gram positivas. CNX OpenStax / Wikimedia Commons / CC BY-SA

La pared celular Gram positiva tiene varias capas de peptidoglicano. Las gruesas capas de peptidoglicano ayudan a mantener la membrana celular y proporcionar un lugar de unión para otras moléculas. Las capas gruesas también permiten que las bacterias Gram positivas retengan la mayor parte del tinte cristal violeta durante la tinción de Gram, lo que hace que se vean de color púrpura. Las paredes de las células Gram positivas también contienen cadenas de acido teicoico que se extienden desde la membrana plasmática a través de la pared celular de peptidoglicano. Estos polímeros que contienen azúcar ayudan a mantener la forma celular y desempeñan un papel en la división celular adecuada. El ácido teicoico ayuda a algunas bacterias Gram positivas a infectar células y causar enfermedades.

Algunas bacterias Gram positivas tienen un componente adicional, ácido micólico , en sus paredes celulares. Los ácidos micólicos producen una capa exterior cerosa que brinda protección adicional a las micobacterias, como Mycobacterium tuberculosis. Las bacterias grampositivas con ácido micólico también se denominan bacterias acidorresistentes porque requieren un método de tinción especial, conocido como tinción acidorresistente, para la observación microscópica.

Las bacterias Gram positivas patógenas causan enfermedades por la secreción de sustancias tóxicas. proteinas conocidas como exotoxinas. exotoxinas se sintetizan dentro del célula procariota y se libera al exterior de la célula. Son específicos de ciertas manchas bacterianas y pueden causar daños graves al cuerpo. órganos y tejidos . Algunas bacterias Gram negativas también producen exotoxinas.

Cocos Gram Positivos

cocos grampositivos se refieren a bacterias Gram positivas que tienen forma esférica. Dos géneros de cocos Gram positivos destacados por su papel como humanospatógenosson Estafilococo y Estreptococo . Los estafilococos tienen forma esférica y sus células aparecen en grupos después de dividirse. Las células de Streptococcus aparecen como largas cadenas de células después de la división. Ejemplos de cocos Gram positivos quecolonizar la pielincluir Staphylococcus epidermidis , estafilococo aureus , y Streptococcus pyogenes .

Staphylococcus aureus es una bacteria coco Gram-positiva (redonda) que se encuentra en la piel y las membranas mucosas de los humanos y muchos animales. Las bacterias generalmente son inofensivas, pero las infecciones pueden ocurrir en la piel rota o dentro de una glándula sudorípara o sebácea bloqueada, lo que resulta en forúnculos, pústulas y abscesos. Paul Gunning/Biblioteca de fotografías científicas/Getty Images

Si bien los tres son parte de la normalidadmicrobiota humana, pueden causar enfermedades bajo ciertas condiciones. Staphylococcus epidermidis forma biopelículas gruesas y puede causar infecciones asociadas con dispositivos médicos implantados. Algunas cepas de Staphylococcus aureus, como Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA), se han vuelto resistentes a los antibióticos y pueden conducir al desarrollo de enfermedades graves. Streptococcus pyogenes puede causar faringitis estreptocócica, escarlatina y enfermedad carnívora.

Bacterias Gram-negativo

Al igual que las bacterias Gram positivas, la Gram negativo La pared celular bacteriana está compuesta de peptidoglicano. Sin embargo, el peptidoglicano es una sola capa delgada en comparación con las capas gruesas de las células Gram positivas. Esta fina capa no retiene el tinte cristal violeta inicial, pero toma el color rosa de la contratinción durante la tinción de Gram. La estructura de la pared celular de las bacterias Gram negativas es más compleja que la de las bacterias Gram positivas. Ubicada entre la membrana plasmática y la capa delgada de peptidoglicano hay una matriz similar a un gel llamada espacio periplásmico. A diferencia de las bacterias Gram positivas, las bacterias Gram negativas tienen un membrana externa capa que es externa a la pared celular de peptidoglicano. Las proteínas de membrana, lipoproteínas de mureína, unen la membrana externa a la pared celular.

Esta imagen muestra la composición de la pared celular de las bacterias Gram negativas. CNX OpenStax / Wikimedia Commons / CC BY-SA

Otra característica única de las bacterias Gram negativas es la presencia de lipopolisacárido (LPS) moléculas en la membrana externa. LPS es un gran complejo de glicolípidos que protege a las bacterias de las sustancias nocivas en su entorno. También es una toxina bacteriana (endotoxina) que puede causar inflamación y shock séptico en humanos si ingresa al sangre . Hay tres componentes del LPS: lípido A, un polisacárido central y un antígeno O. los lípido A El componente une el LPS a la membrana exterior. Unido al lípido A se encuentra el polisacárido central. Se encuentra entre el componente lipídico A y el antígeno O. los antígeno O El componente está unido al polisacárido central y difiere entre las especies bacterianas. Se puede utilizar para identificar cepas específicas de bacterias dañinas.

Cocos Gram Negativos

cocos gram negativos se refieren a bacterias Gram negativas que tienen forma esférica. Las bacterias del género Neisseria son ejemplos de cocos Gram negativos que causan enfermedades en humanos. Neisseria meningitidis es diplococcus, lo que significa que sus células esféricas permanecen en pares después de la división celular. Neisseria meningitis causas bacterianasmeningitisy también puede causar septicemia y shock.

Neisseria meningitidis es una bacteria Gram negativa esférica que causa meningitis en humanos. Las bacterias generalmente se ven en parejas, cada una cóncava en el lado que mira a su pareja. Agencia de Protección de la Salud/Biblioteca de fotografías científicas/Getty Images

Otra bacteria diplococcus, N. gonorrhoeae , es el patógeno responsable de la enfermedad de transmisión sexual gonorrea. Moraxella catarrhalis es un diplococo Gram negativo que causa infecciones de oído en niños, infecciones del sistema respiratorio superior, endocarditis y meningitis .

Gram negativo bacteria cocobacilo tener formas bacterianas que están entre esféricas y en forma de varilla. Las bacterias del género Haemophilus y Acinetobacter son cocobacilos que causan infecciones graves. Haemophilus influenzae puede causar meningitis, infecciones de los senos paranasales y neumonía. Las especies de Acinetobacter causan neumonía e infecciones de heridas.

Puntos clave: bacterias grampositivas frente a gramnegativas

• La mayoría de las bacterias se pueden clasificar ampliamente como Gram positivas o Gram negativas.
• Las bacterias Gram positivas tienen paredes celulares compuestas por gruesas capas de peptidoglicano.
• Las células Gram positivas se tiñen de color púrpura cuando se someten a un procedimiento de tinción de Gram.
• Las bacterias Gram negativas tienen paredes celulares con una fina capa de peptidoglicano. La pared celular también incluye una membrana externa con moléculas de lipopolisacárido (LPS) adheridas.
• Las bacterias Gram negativas se tiñen de rosa cuando se someten a un procedimiento de tinción de Gram.
• Mientras que las bacterias Gram positivas y Gram negativas producen exotoxinas, solo las bacterias Gram negativas producen endotoxinas.

Referencias adicionales

• Silhavy, T.J., et al. 'La envoltura de la célula bacteriana.' Perspectivas de Cold Spring Harbor en biología , vol. 2, núm. 5, 2010, doi:10.1101/cshperspect.a000414.
• Swoboda, Jonathan G., et al. 'Función del ácido teicoico de pared, biosíntesis e inhibición.' ChemBioChem , vol. 11, núm. 1, junio de 2009, págs. 101-1 35–45., doi:10.1002/cbic.200900557.