Bakteri Gram-positif vs Gram-negatif

Ilmuwan Denmark Hans Christian Gram menemukan metode untuk membedakan dua jenis bakteri berdasarkan perbedaan struktural di dinding sel mereka. Dalam pengujiannya, bakteri yang mempertahankan pewarna kristal violet melakukannya karena lapisan peptidoglikan yang tebal dan disebut bakteri Gram-positif . Sebaliknya, bakteri Gram-negatif tidak mempertahankan pewarna ungu dan berwarna merah atau merah muda. Dibandingkan dengan bakteri Gram-positif, bakteri Gram-negatif lebih tahan terhadap antibodi karena dinding selnya yang tidak dapat ditembus. Bakteri ini memiliki beragam aplikasi mulai dari perawatan medis hingga penggunaan industri dan produksi keju Swiss.

Grafik perbandingan

Bakteri Gram-negatif versus grafik perbandingan Bakteri Gram-positif
Bakteri Gram-negatif Bakteri Gram-positif
Reaksi gramDapat dihilangkan warnanya untuk menerima pewarnaan balik (Safranin atau Fuchsine); noda merah atau merah muda, mereka tidak mempertahankan noda Gram ketika dicuci dengan alkohol dan aseton absolut.Mempertahankan pewarna violet kristal dan pewarnaan violet gelap atau ungu, mereka tetap berwarna biru atau ungu dengan pewarnaan gram ketika dicuci dengan alkohol dan air absolut.
Lapisan peptidoglikanTipis (satu lapis)Tebal (berlapis-lapis)
Asam teichoicTidak hadirHadir dalam banyak hal
Ruang periplasmamenyajikanTidak hadir
Membran luarMenyajikanTidak hadir
Konten Lipopolysaccharide (LPS)TinggiHampir tidak ada
Konten lipid dan lipoproteinTinggi (karena adanya membran luar)Rendah (bakteri asam-cepat memiliki lipid terkait dengan peptidoglikan)
Struktur flagellar4 cincin di tubuh basal2 cincin di tubuh basal
Racun diproduksiTerutama EndotoksinTerutama Exotoxins
Resistensi terhadap gangguan fisikRendahTinggi
Penghambatan oleh pewarna dasarRendahTinggi
Kerentanan terhadap deterjen anionikRendahTinggi
Ketahanan terhadap natrium azidaRendahTinggi
Ketahanan terhadap pengeringanRendahTinggi
Komposisi dinding selTebal dinding sel adalah 70-120 Å (ångström); dua lapis. Konten lipid adalah 20-30% (tinggi), konten Murein 10-20% (rendah).Dinding sel tebal 100-120 Å; berlapis tunggal. Kandungan lipid dari dinding sel rendah, sedangkan kandungan Murein adalah 70-80% (lebih tinggi).
MesosomMesosom kurang menonjol.Mesosom lebih menonjol.
Resistensi antibiotikLebih tahan terhadap antibiotik.Lebih rentan terhadap antibiotik

Pewarnaan dan Identifikasi

Pandangan mikroskopis dari plak gigi, menunjukkan bakteri Gram-positif (ungu) dan negatif (merah)

Dalam tes pewarnaan Gram, bakteri dicuci dengan larutan dekolorisasi setelah dicelup dengan violet kristal. Pada menambahkan counterstain seperti safranin atau fuchsine setelah dicuci, bakteri Gram-negatif bernoda merah atau merah muda sementara bakteri Gram-positif mempertahankan pewarna kristal violet mereka.

Ini disebabkan oleh perbedaan dalam struktur dinding sel bakteri mereka. Bakteri Gram-positif tidak memiliki membran sel luar yang ditemukan pada bakteri Gram-negatif. Dinding sel bakteri Gram-positif tinggi peptidoglikan yang bertanggung jawab untuk mempertahankan pewarna ungu kristal.

Bakteri gram positif dan negatif terutama dibedakan berdasarkan struktur dinding selnya

Video berikut menunjukkan pewarnaan bakteri Gram-positif dan negatif masing-masing.

Patogenesis pada manusia

Bakteri gram positif dan gram negatif dapat bersifat patogen (lihat daftar bakteri patogen). Genera bakteri enam gram positif diketahui menyebabkan penyakit pada manusia: Streptococcus, Staphylococcus, Corynebacterium, Listeria, Bacillus dan Clostridium. 3 penyebab penyakit lain pada tanaman: Rathybacter, Leifsonia, dan Clavibacter.

Banyak bakteri gram negatif juga bersifat patogen misalnya, Pseudomonas aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae, Chlamydia trachomatis, dan Yersinia pestis. Bakteri gram negatif juga lebih resisten terhadap antibiotik karena membran luarnya terdiri dari lipopolisakarida kompleks (LPS) yang bagian lipidnya bertindak sebagai endotoksin. Mereka juga mengembangkan resistensi lebih cepat:

Banyak bakteri Gram-negatif, mereka keluar dari kotak, jika Anda mau, resisten terhadap sejumlah antibiotik penting yang mungkin kita gunakan untuk mengobatinya. Kita berbicara tentang agen dengan nama seperti Acinetobacter, Pseudomonas, E. coli. Ini adalah bakteri yang secara historis melakukan pekerjaan yang sangat baik dengan sangat cepat mengembangkan resistensi terhadap antibiotik. Mereka memiliki banyak trik untuk mengembangkan resistensi terhadap antibiotik, jadi mereka adalah sekelompok agen yang dapat dengan cepat menjadi resisten, dapat menimbulkan tantangan besar terhadap resistensi. Dan apa yang telah kita lihat selama dekade terakhir adalah agen Gram-negatif ini menjadi sangat cepat dan semakin resisten terhadap semua agen yang kita miliki untuk merawat mereka.

Resistensi yang lebih besar dari bakteri gram negatif juga berlaku untuk kelas antibiotik yang baru ditemukan yang diumumkan pada awal 2015 setelah kemarau panjang dalam antibiotik baru. Obat-obatan ini kemungkinan tidak akan bekerja pada bakteri gram negatif.

Struktur sel bakteri gram positif.

Gram, positif, cocci

Bakteri diklasifikasikan berdasarkan bentuk selnya menjadi basil (berbentuk batang) dan cocci (berbentuk bola). Noda Gram-positif cocci yang khas termasuk (gambar):

  • Cluster: biasanya karakteristik Staphylococcus, seperti S. aureus
  • Rantai: biasanya karakteristik Streptococcus, seperti S. pneumoniae, streptokokus kelompok B
  • Tetrad: biasanya karakteristik Micrococcus .

Basil Gram-positif cenderung tebal, tipis atau bercabang.

Penggunaan komersial bakteri Gram-positif non-patogen

Banyak spesies streptokokus bersifat nonpathogenik, dan membentuk bagian dari mikrobioma manusia komensal mulut, kulit, usus, dan saluran pernapasan bagian atas. Mereka juga merupakan bahan yang diperlukan dalam memproduksi keju Emmentaler (Swiss).

Spesies corynebacterium non-patogenik digunakan dalam produksi industri asam amino, nukleotida, biokonversi steroid, degradasi hidrokarbon, penuaan keju, produksi enzim, dll.

Banyak spesies Bacillus yang mampu mengeluarkan sejumlah besar enzim.

  • Bacillus amyloliquefaciens adalah sumber protein barnase antibiotik alami (ribonuklease), alpha amylase yang digunakan dalam hidrolisis pati, protease subtilisin yang digunakan dengan deterjen, dan enzim restriksi BamH1 yang digunakan dalam penelitian DNA.
  • C. thermocellum dapat memanfaatkan limbah lignoselulosa dan menghasilkan etanol, sehingga memungkinkan untuk digunakan dalam produksi bahan bakar etanol. Ini anaerob dan bersifat termofilik, yang mengurangi biaya pendinginan.
  • C. acetobutylicum, juga dikenal sebagai organisme Weizmann, pertama kali digunakan oleh Chaim Weizmann untuk memproduksi aseton dan biobutanol dari pati pada tahun 1916 untuk produksi bubuk mesiu dan TNT.
  • C. botulinum menghasilkan neurotoksin yang berpotensi mematikan yang digunakan dalam bentuk encer dalam obat Botox. Itu juga digunakan untuk mengobati tortikolis spasmodik dan memberikan bantuan selama sekitar 12 hingga 16 minggu.

Bakteri anaerob C. ljungdahlii dapat menghasilkan etanol dari sumber karbon tunggal termasuk gas sintesis, campuran karbon monoksida dan hidrogen yang dapat dihasilkan dari pembakaran sebagian bahan bakar fosil atau biomassa.

Bakteri Gram-tak tentu dan Gram-variabel

Tidak semua bakteri dapat diklasifikasikan dengan andal melalui pewarnaan Gram. Misalnya, bakteri tahan asam atau variabel Gram tidak merespons pewarnaan Gram.

Artikel Terkait