גריל שלילי גריל: מאפיינים, מבנה, סוגים - ביולוגיה - 2025

חיידקים גראם שליליים (GNB) הינם חיידקים בצורת מוט שנותנים כתם גראם שליליים. זה נובע מהביוכימיה של דופן התא שלה. המונח חיידקים מתייחס לכל התאים בעלי מאפיינים פרוקריוטים ושייכים לתחום הבקטריה, המכונה גם Eubacteria.

פרוקריוטות מאופיינות בהיעדר גרעינים ותאים סגורים בקרום. מאפיין זה מוחזק גם על ידי בני דומיין Archaeobacteria, בהם ישנם גם מינים שליליים גראם. דופן התא של החברים בשני התחומים ומאפיינים אחרים שונים.

מקור: צילום אריק ארבה, צביעה דיגיטלית מאת כריסטופר פוליי, שניהם של USDA, ARS, EMU.

מאפיינים כלליים

המאפיינים המשותפים למינים שהם בסילי שלילי גראם הם: 1) הם בצורת מוט; 2) שליליים לכתם גראם, כך שהם נראים אדומים. האחרון מיוצר על ידי מבנה דופן התא, השונה מזה של חיידקי Gram חיוביים.

מוטות שליליים גראם נבדלים זה מזה זה מזה במונחים של ניידות (פלאלה ניידת; הזזה ניידת; לא ניידת), תזונה ופיזיולוגיה (פוטוטרופית, כימורגאנוטרופית, יכולת שימוש בחמצן וכו '), בין גורמים אחרים. לכן, קל יותר לפרט את המאפיינים הכלליים של Eubacteria ו- Archaea.

הם מודדים בממוצע 3 מיקרומטר ורוחבם 1 מיקרומטר. הם יכולים להיות גדולים יותר או קטנים יותר. הם חסרים קרום העוטף DNA, ואורגנלים כמו מיטוכונדריה וכלורופלסטים.

יש להם דופן תא המקיפה את קרום הפלזמה. יש להם רק כרומוזום עגול ופלסמידים. ל- DNA חסר אינטרונים.

חלק מחברי ה- Eubacteria הם פתוגנים לבעלי חיים וצמחים ואילו חברי Archaeobacteria אינם פתוגנים.

אי-בקטריות יכולות להיות רגישות לאנטיביוטיקה (פניצילין, קנמיצין, סטרפטומיצין וכו '), לתקן חנקן, ליצור כמוסות, להחזיק פוטוסינתזה תלויה בכלורופיל, אין לך מערכת תמונות עם רודופסין ולהיות לא מתנוגנית. הארכיאובקטריה הפוכה.

מבנה דופן התא חיידקים גראם-שליליים

כל החיידקים השליליים גראם, ללא קשר לצורת התא שלהם, חולקים את אותם המאפיינים המבניים של דופן התא.

דופן התא של חיידקים גראם שליליים הוא מבנה רב שכבתי, המורכב מפפטידוגליקן. יש להם קרום חיצוני העוטף את הפפטידוגליקן. בין הממברנה החיצונית לדופן התא, יש חלל צר הנקרא המרחב הפריפלזמי.

קיר תא התא הוא 30 Å. זה מורכב מפפטידוגליקאן (מורין), המורכב ממולקולות N-acetylglucosamine (gluNAC) המתחלפות במולקולות N-acetylmuramic acid (murNAc) ויוצרות שרשראות. Peptidoglycan מהווה 10% מהקיר, השאר הוא קרום חיצוני.

שרשראות ה- gluNAC וה- mURNAc עוברים על ידי טטראפפטידים, שרשראות של ארבע שאריות חומצות אמיניות. לעתים קרובות שאריות חומצת האמינו השלישית, בטטראפפטיד, היא חומצה דיאמנופימלית. שני טטראפפטידים יוצרים קשר קוולנטי זה עם זה ומחוברים ישירות לשרשראות ה- gluNAC וה- mURNAc.

הממברנה החיצונית היא דו-שכבית ליפידים המחוברת קוולנטית לשכבה הפפטידוגליקנית על ידי מולקולות ליפופרוטאין. לקרום זה פורנים היוצרים תעלות דרך הממברנה החיצונית.

מבנה דופן התא של Archaea השלילי Gram

מנקודת מבט מבנית וביוכימית, מעטפת התא של Archaea שונה מאוד מזו של אובקטריה. דופן התא של Archaea מכילה רק 10% פפטידוגליקן. הקרום החיצוני הנמצא בדרך כלל בחיידקים שליליים גראם נעדר בארכיאאה.

בארכיאאה שלילית גרם יש שכבת S המקיפה את קרום הפלזמה. בעוד ש- Archaea חיובי גרם יש מעטפה המקיפה את שכבת ה- S.

במינים משני התחומים, Eubacteria ו- Archaea, שכבת ה- S מורכבת מגליקופרוטאינים, שהם חלבונים המקושרים, על ידי קשרים קוולנטיים, לפחמימות. האחרונים הם יחידות יחידה החוזרות על עצמן שיכולות להיות ליניאריות או מסועפות, המהוות 1% עד 20% מסך המסה של הגליקופרוטאינים.

גליקופרוטאינים עשירים (בין 40% ל 50%) בשאריות חומצות אמינו הידרופוביות. תכולת הציסטאין והמתיונין שלו נמוכה. יש להם 10% ליזין, חומצה גלוטמית וחומצה אספרטית. בגלל זה, המשטח החוץ תאי הוא הידרופובי מאוד.

סוגי חיידקים שהם מוטות שליליות גראם

חיידקים גראם-שליליים בצורת Bacillus נמצאים בקבוצות טקסונומיות שונות. בתוך אותו סוג יתכנו חיידקים שליליים גראם שיכולים להיות בעלי צורות שונות.

לדוגמה: 1) הסוג Chorobium, בו נמצאים החיידקים הירוקים הגופריתיים, בצורת בצילים ומוטות מעוקלים; 2) הסוג Pasteurella, שיש לו מינים פלומורפיים (בעלי צורות מרובות).

ישנן קבוצות הטרוגניות, כמו "חיידקי הגלישה" וחיידקי הגופרית, שחבריהם הם בדרך כלל גרם שלילי, ועשויים להיות בעלי צורה של חיידק, או צורות אחרות.

חיידקים חלקלקים הם מגוונים מאוד מבחינה פילוגנטית, עם מנגנוני תנועה שונים. הם בסלים וחסרי דגלים. חיידקי הגופרית הם קבוצה מגוונת מאוד של מיקרואורגניזמים שיכולים להיות מוטות או מוטות מעוקלים.

חיידקים פוטו-אוטוטרופיים הם שליליים גראם ובעלי מגוון צורות, כמו בסילי וקוקצ'י. הם מהווים ענף פילוגנטי יחיד בתוך תחום ה- Eubacteria.

ישנן קבוצות טקסונומיות שחבריהן הם שליליים גראם, ושהצורה היחידה שלהן היא של ביסילוס, כלומר:

Enterobacteria (סדר Enterobacteriales, Enterobacteriaceae משפחתי), Pseudomonas (סדר Pseudomonadales, סוג Gammaproteobacteria), Azotobacter (כיתה Gammaproteobacteria), ובקטריואידים (פילטר Bacteroidetes, מחלקת Bacteroidia).

סוגים של ארקההובקטריה שהם מוטות שליליים גראם

חברי ההלוארצ'אה (Halobacteria) הם מוטות שליליות גראם. הם שייכים לסדר Halobacteriales ולמשפחה Halobacteriacea. למשפחה זו יש 19 סוגים וכ -57 מינים. ההלוחאראה היא קבוצה מונופילטית, כלומר יש להם אב קדמון בלעדי.

קבוצה קרובה יחסית להלירוחאה הם הארכא-בקטריות המתנוגניות, שיכולות להיות גרם שלילי או גרם חיובי. יש להם צורות מגוונות. כ -160 מינים שונים ידועים, השייכים ל -29 ז'אנרים, 14 משפחות ושישה מסדרים.

דוגמאות למוטות שליליות גרם באובקטריה

קבוצת Enterobacteria

ז'אנרים מייצגים: Escherichia (גסטרואנטריטיס), Enterobacter (לעיתים רחוקות פתוגניות), Serratia (לעיתים רחוקות פתוגניות), סלמונלה (enteritis), חלבון (דלקת בדרכי השתן), Yersinia (מגפה), Klebsiella (דלקת ריאות). הם שייכים ל- gammaproteobacteria.

קבוצת פסאודומונס

ז'אנרים מייצגים: פסאודומונס, בורקהולריה, זמומונאס וקסנתומונאס. הם יכולים להיות בסילי ישר או מעוקלים. כמה מינים הם פתוגניים לבעלי חיים וצמחים. לדוגמה, Pseudomonas auruginosa הוא קולוניזר פצע ושורף.

קבוצת חיידקים מחמצנת גופרית

הסוג הייצוגי: Thiobacillus. מין זה הוא הידוע ביותר מבין הכימוליטוטרופים. מיני Thiobacillus מפוזרים בין מחלקות המשנה (אלפא, בטא וגמא) של פרוטאובקטריה.

קבוצת חיידקים חומצתית

מין ייצוגי: אצטובקטר וגלוקונובקטר. הם מבצעים חמצון לא שלם של אלכוהולים וסוכרים. כאשר המצע הוא אתנול, הם יוצרים חומצה אצטית. הם שימושיים במיוחד בענף המשקאות האלכוהוליים.

קבוצת חיידקים מקבעים חנקן

ז'אנרים מייצגים: אזוטובקטר וזומונאס. הם מקבעים חנקן בצורה אירובית. רובם שייכים לאלפא או לגמפרוטובוטריה. חיידקים של הסוג אזוטובקטר הם בסילי גדול במיוחד.

קבוצת חיידקים היפרתרמופילית

סוגות ייצוגיות: תרמוטוגה ו- Thermodesulfobacterium. מדובר בהיפרתרמופילים ביליליים הגדלים בטמפרטורות מעל 70 מעלות צלזיוס. הם היו מבודדים מבתי גידול יבשתיים, מעיינות חמים וממקורות מתחת למים.

דוגמאות למוטות שליליות גראם בארכאה

Halobacterium salinarum

הוא נייד, חי בסביבות עם ריכוז גבוה של מלח (> 4 מ '). הוא יכול להשתמש באור כמקור אנרגיה מכיוון שיש בו בקטריור-הודופסין, משאבת פרוטון תלויה באור. משאבה זו מאפשרת לכידת אור וליצור שיפוע אלקטרוכימי על פני הממברנה.

האנרגיה של הדרגה אלקטרוכימית משמשת לסינתזה של ATP על ידי סינתז ATP.

Metanomicrobium movile

זה מוט שלילי של גראם. שכבה S מציגה ארגון משושה. לחלבונים בשכבת S יש נקודות איזואלקטריות נמוכות, מה שמצביע על כך שהם עשירים בשאריות חומצות אמיניות חומציות. אחוז השאריות ההידרופוביות נמוך.

זה חי בשקית של כבשים. מייצר מתאן באמצעות הפחתת דו תחמוצת הפחמן באמצעות H ₂ או פורמייט. זה לא יכול לחילוף חומרים אצטט, מתילמינים או מתנול. הוא מציג pH אופטימלי בטווח שבין 6.5 ל -8. יש לו תפקיד חשוב בתפקוד הרומנים ותזונת בעלי החיים.

גרם מוטות שליליים שגורמים למחלות

Klebsiella pneumoniae

זהו אחד הגורמים הסיבתיים לדלקת ריאות. K. pneumoniae הוא פתוגן אופורטוניסטי המדביק את מערכת הנשימה של בני אדם ובעלי חיים. זה לא נייד. זהו מוט שלילי של גראם המייצר קפסולה מובהקת, המגנה עליה מפני פגוציטוזיס.

Pseudomonas aeruginosa

זה מוט שלילי של גראם. הוא מייצר מחלות כמו דרכי שתן ודלקות אוזניים. זה מייצב פצעים וכוויות בעור. בתנאים מסוימים הוא מייצר ביו-פילם פוליסכרידי כדי להקים קהילה חיידקית ולהגן עליה מפני מערכת החיסון.

המופילוס

הם מוטות גראם שליליים קטנים ולפעמים pleomorphic. ישנם כמה מינים הקשורים למחלות בבני אדם, כגון H. influenzae (דלקת ריאות), H. aegyptius (דלקת הלחמית), H. Ducrey (Chancroid) ו- H. parainfluenzae (חיידק אנדוקארדיטיס).

לגיונלה

הם מוטות שליליים גראם דקים ופלומורפיים. הם טפילים תוך תאיים. הם מתרבים במקרופאגים alveolar. היא מייצרת דלקת ריאות וזיהומים ספורדיים, מגיפים ונוזוקומיאלים. Legionella pneumophila אחראי למגפות.

סלמונלה

אלה מוטות אנרוביים גראם-שליליים. הם יכולים ליישב בעלי חיים שונים, כולל יונקים, ציפורים וזוחלים. מרבית הזיהומים מתרחשים לאחר בליעת מזון מזוהם, או בהעברה ישירה במסלול צואה-דרך הפה. גורם לגסטרואנטריטיס.

הפניות

1. Alcamo, E. 1996. Microbiology. וויילי, ניו יורק.
2. Barton, LL 2005. קשרים מבניים ותפקודיים בפרוקריוטים. שפרינגר, ניו יורק.
3. באומן, BW 2012. מיקרוביולוגיה עם מחלות על ידי מערכת גוף. פירסון, בוסטון.
4. Black, JG 2008. מיקרוביולוגיה: עקרונות וחקר. וויילי, ניו יורק.
5. גארט, RA, Klenk, HP 2007. Archaea. בלקוול, לונדון.
6. Hogg, S. 2005. מיקרוביולוגיה חיונית. וויילי, צ'יצ'סטר.
7. Kates, M., Kushner, DJ, Matheson, AT 1993. הביוכימיה של Archaea (Archaeobacteria). Elsevier, אמסטרדם.
8. מדיגן, MT, Martinko, JM, Parker, J. 2004. Brock: ביולוגיה של מיקרואורגניזמים. פירסון, מדריד.
9. Murray, PR, Rosenthal, KS, Pfaüer, MA 2006. מיקרוביולוגיה רפואית. Elsevier, מדריד.