Bacterias Gram Positivas vs. Gram Negativas

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

Las diferencias entre las bacterias Gram positivas y Gram negativas están relacionadas principalmente con su composición de la pared celular. Las bacterias Gram positivas tienen paredes celulares compuestas principalmente de una sustancia única para las bacterias conocida como peptidoglicano, o murein 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 Gram positivas difieren estructuralmente de las paredes celulares de las bacterias Gram negativas. El componente principal de las paredes celulares bacterianas es el peptidoglucano.. Peptidoglicano es una macromolécula compuesta de azúcares y aminoácidos que se ensamblan estructuralmente como material tejido. El componente aminoazúcar consiste en moléculas alternas de N-acetilglucosamina (NAG) y Ácido N-acetilmurámico (NAM). Estas moléculas están reticuladas juntas por péptidos cortos que ayudan a dar resistencia y estructura al peptidoglucano. El peptidoglucano 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 4.0

La pared celular Gram positiva tiene varias capas de peptidoglucano. Las gruesas capas de peptidoglicano ayudan a sostener la membrana celular y proporcionan un lugar de unión para otras moléculas. Las capas gruesas también permiten que las bacterias Gram positivas retengan la mayor parte del tinte violeta cristal durante la tinción de Gram, lo que hace que aparezcan de color púrpura. Las paredes celulares grampositivas también contienen cadenas de acido teicoico que se extienden desde la membrana plasmática a través de la pared celular de peptidoglucano. 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 externa cerosa que proporciona protección adicional para las micobacterias, como Tuberculosis micobacteriana. Las bacterias grampositivas con ácido micólico también se denominan bacterias ácido-resistentes porque requieren un método de tinción especial, conocido como tinción ácido-rápida, para la observación con microscopio..

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

Cocos Gram Positivos

Cocos Gram positivos consulte las bacterias Gram positivas que tienen forma esférica. Dos géneros de cocos Gram positivos que destacan por su papel como patógenos humanos son Estafilococo y Estreptococo. Los estafilococos tienen forma esférica y sus células aparecen en grupos después de dividirse. Las células de estreptococos aparecen como largas cadenas de células después de la división. Los ejemplos de cocos Gram positivos que colonizan la piel incluyen Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, y Streptococcus pyogenes.

Staphylococcus aureus es una bacteria coccus (redonda) grampositiva que se encuentra en la piel y las membranas mucosas de los humanos y muchos animales. Las bacterias generalmente son inofensivas, pero pueden ocurrir infecciones en la piel rota o dentro de un sudor bloqueado o una glándula sebácea, lo que resulta en forúnculos, pústulas y abscesos. Paul Gunning / Science Photo Library / Getty Images

Si bien los tres son parte de la microbiota humana normal, pueden causar enfermedades en ciertas condiciones. Staphylococcus epidermidis forma biofilms gruesos y puede causar infecciones asociadas con dispositivos médicos implantados. Algunas cepas de Staphylococcus aureus, como Staphylococcus aureus resistente a meticilina (MRSA), se han vuelto resistentes a los antibióticos y pueden conducir al desarrollo de enfermedades graves. Streptococcus pyogenes puede causar faringitis estreptocócica, escarlatina, envenenamiento de la sangre y enfermedades de la carne.

Bacterias Gram-negativo

Al igual que las bacterias Gram positivas, el Gram negativo La pared celular bacteriana está compuesta de peptidoglucano. Sin embargo, el peptidoglicano es una capa delgada única en comparación con las capas gruesas en las células Gram positivas. Esta capa delgada no retiene el tinte violeta cristalino inicial, sino que recoge 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 delgada capa de peptidoglucano se encuentra 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 peptidoglucano. Las proteínas de membrana, las lipoproteínas de mureína, unen la membrana externa a la pared celular.

Esta imagen muestra la composición de la pared celular de bacterias Gram negativas. CNX OpenStax / Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0

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 a la sangre. Hay tres componentes del LPS: lípido A, un polisacárido central y un antígeno O. los lípido A componente une el LPS a la membrana externa. Unido al lípido A está el polisacárido central. Se encuentra entre el componente lípido A y el antígeno O. los O antígeno El componente está unido al núcleo de polisacárido y difiere entre las especies bacterianas. Se puede usar para identificar cepas específicas de bacterias dañinas.

Cocos Gram Negativos

Cocos Gram negativos consulte las 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 diplococo, lo que significa que sus células esféricas permanecen en pares después de la división celular. Neisseria meningitidis causa meningitis bacteriana y también puede causar septicemia y shock.

Neisseria meningitidis son bacterias Gram negativas esféricas que causan meningitis en humanos. Las bacterias se ven típicamente en pares, cada una cóncava en el lado que mira a su compañero. Agencia de Protección de la Salud / Science Photo Library / Getty Images

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

Gram negativo bacteria cocobacilo tienen formas bacterianas que se encuentran 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 sinusales y neumonía. Las especies de Acinetobacter causan neumonía e infecciones de heridas.

Puntos clave: bacterias Gram positivas vs. Gram negativas

• La mayoría de las bacterias se pueden clasificar en términos generales como Gram positivas o Gram negativas.
• Las bacterias Gram positivas tienen paredes celulares compuestas de gruesas capas de peptidoglucano.
• Las células Gram positivas se tiñen de púrpura cuando se someten a un procedimiento de tinción de Gram.
• Las bacterias Gram negativas tienen paredes celulares con una capa delgada de peptidoglucano. La pared celular también incluye una membrana externa con moléculas de lipopolisacárido (LPS) unidas.
• Las bacterias Gram negativas se tiñen de rosa cuando se somete 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.

Fuentes

• Silhavy, T. J., y col. "El sobre de la célula bacteriana". Perspectivas de Cold Spring Harbor en biología, vol. 2, no. 5, 2010, doi: 10.1101 / cshperspect.a000414.
• Swoboda, Jonathan G. y col. "Función del ácido teicoico de pared, biosíntesis e inhibición". ChemBioChem, vol. 11, no. 1, junio de 2009, págs. 35-45., Doi: 10.1002 / cbic.200900557.