그램양성균

Gram-positive bacteria
원형 백혈구에서도 뇌척수액 시료 중 막대 모양의 그램 양성 그램 무연균이 눈에 띄어 보라색 결정염색도 받아들인다.
보라색 염색 그램 양성 구균 및 분홍색 염색 그램 음성 바실리

세균학에서 그램 양성 박테리아는 그램 염색 검사에서 양성 반응을 보이는 박테리아로, 전통적으로 박테리아를 세포벽의 종류에 따라 두 개의 큰 범주로 빠르게 분류하는 데 사용되었다.

그램 양성 박테리아는 실험에 사용된 크리스털 바이올렛 얼룩을 흡수하고 광학 현미경으로 보면 보라색으로 보인다.이는 세균 세포벽의 두꺼운 펩티도글리칸 층이 검체의 다른 부분으로부터 탈색 단계에서 씻어낸 후에도 얼룩이 유지되기 때문이다.

반대로 탈색공정 후 그램음성균은 보라색 얼룩을 유지할 수 없으며, 이 단계에서 사용되는 알코올은 그램음성세포의 외막을 분해하여 세포벽을 더 다공성으로 만들고 수정자색 얼룩을 유지할 수 없다.그들의 펩티도글리칸 층은 훨씬 얇고 내부 세포막과 박테리아 외막 사이에 끼여 있어서, 그들이 카운터스테인(사프라닌 또는 푸신)을 차지하게 하고 빨간색 또는 분홍색으로 보이게 합니다.

두꺼운 펩티도글리칸 층에도 불구하고, 그램 양성 박테리아는 외막이 [1]없기 때문에 그램 음성 박테리아보다 항생제를 대상으로 하는 특정 세포벽에 더 잘 수용한다.

특성.

그램 양성 및 그램 음성 세포벽 구조
그램 양성 세포벽 구조

일반적으로 그램 양성 [2]박테리아에는 다음과 같은 특징이 있습니다.

  1. 세포질 지질막
  2. 두꺼운 펩티도글리칸층
  3. 테이코산 및 리포이드가 존재하여 킬레이트제 역할을 하는 리포테이코산 및 특정 유형의 접착제를 형성합니다.
  4. 펩티도글리칸 사슬은 세균효소 DD-트랜스펩티드가수분해효소에 의해 가교되어 단단한 세포벽을 형성한다.
  5. 그램 음성의 박테리아보다 훨씬 적은 양의 주증강입니다

오직 몇몇 종만이 캡슐을 가지고 있는데, 보통 다당류로 구성되어 있다.또한 일부 종만이 편모충이고 편모가 있을 때, 그들을 지탱할 수 있는 두 개의 기초 신체 고리가 있는 반면, 그램 음성은 네 개의 편모충을 가지고 있다.그램 양성 박테리아와 그램 음성 박테리아 모두 일반적으로 S층이라고 불리는 표면층을 가지고 있다.그램 양성균에서 S층이 펩티도글리칸층에 부착되어 있다.그램 음성 박테리아의 S층은 외막에 직접 부착되어 있다.그램 양성 박테리아에 특유한 것은 세포벽에 테이초산이 있다는 것이다.이들 중 일부는 리포테이코산인데, 이것은 세포막에 펩티도글리칸을 고정시키는 데 도움을 줄 수 있는 지질 성분을 가지고 있습니다.

분류

그램 염색은 세포 형태와 함께 박테리아 종을 분화하기 위해 사용되는 빠른 방법이다.이러한 염색은 성장요건 및 항생제 감수성 테스트 및 기타 거시적 및 생리학적 테스트와 함께 박테리아 분류 및 세분화의 완전한 기초를 형성한다(예: Bergey's Manual의 그림 및 1990년 이전 버전 참조).

임상 환경에서 종 식별 계층

역사적으로, Monera 왕국은 주로 그램 염색에 기초해 네 개의 부분으로 나뉘었다: Bacilota (염색에 양성), Gracilicutes (염색에 음성), Mollicutes (염색에 중성), Mendocutes (염색에 가변)[3]고(故) 미생물학자 칼 워즈(Carl Woese)와 일리노이 대학 공동 연구자 및 동료들의 16S 리보솜 RNA 계통발생학적 연구에 기초해 그램 양성 박테리아의 단생성이 [4]도전받았으며, 이는 이들 유기체의 치료 및 일반 연구에 큰 영향을 미쳤다.Woese는 16S 염기서열의 분자 연구를 바탕으로 12개의 세균 필라(phyla)를 인식했다.이들 중 2개는 그램 양성이고 DNA에서 구아닌과 시토신 함량의 비율로 나뉘었다.높은 G + C 문은 Actinobacteria로 구성되었고 낮은 G + C 문은 Firmicutes를 [4]포함하였다.방선균류에는 코리네박테륨, 마이코박테륨, 노카디아, 스트렙토마이세스속 등이 있다.([2]낮은 G + C) 바실로타는 GC 함량이 45~60%이지만 방선균보다 낮다.

세균분류에서 외세포막의 중요성

N-아세틸글루코사민과 N-아세틸무라민산으로 이루어진 펩티도글리칸의 구조

비록 박테리아 전통적으로 두 주요 집단, 그램 음성과 그램 양성, 그들의 그람 염색 보유 재산에 근거하면서 이 분류 체계로 반드시 몇가지 박테리아 종에 힘을 모아야지 않는다 세개의 서로 다른 측면(염색법 결과, 봉투 조직, 분류 군)을 말한다 애매한 것이다.[5][6][7][8]그램 양성 및 그램 음성 염색 반응 또한 이 두 종류의 박테리아가 계통 발생학적 간섭성 [5]그룹을 형성하지 않기 때문에 신뢰할 수 있는 특성이 아니다.그러나 그램 염색 반응은 경험적 기준이지만, 그 근거는 외부 지질막의 [5][9]부재 또는 존재로 특징지어지는 세균 세포벽의 초미세 구조와 화학적 조성의 현저한 차이점에 있다.

모든 그램 양성 박테리아는 단일 단위 지질막에 의해 결합되며, 일반적으로 그램 염색 유지에 관여하는 두꺼운 층(20~80 nm)의 펩티도글리칸을 포함한다.단막으로 둘러싸여 있지만 마이코플라즈마와 같이 펩티도글리칸 층이 부족하거나 세포벽 조성 때문에 그램 염색을 유지할 수 없기 때문에 그램 음성으로 염색되는 다른 박테리아들도 그램 양성 박테리아와 밀접한 관계를 보인다.단세포막으로 둘러싸인 세균세포에 대해 단엽세균이라는 용어가 [5][9]제안되었다.

그램 양성 박테리아와 달리, 모든 전형적인 그램 음성 박테리아는 세포질막과 외세포막에 의해 결합되어 있다; 그것들은 이들 막들 사이에 얇은 층의 펩티도글리칸(2-3nm)만을 포함하고 있다.내부 및 외부 세포막의 존재는 이러한 세포에서 새로운 구획을 정의합니다: 주증강 공간 또는 주증강 구획.이 박테리아는 디뎀 [5][9]박테리아로 지정되었다.단배엽과 디뎀 박테리아의 구별은 많은 중요한 단백질(바이즈)의 보존된 시그니처 인델에 의해 뒷받침된다.DnaK, GroEL).[5][6][9][10]구조적으로 다른 두 종류의 박테리아 중 단엽류는 조상인 것으로 나타났다.관찰의 항생제의 양성 박테리아의 주요 생산자와 일반적으로, 그람 음성 세균 종들이에 저항성을 포함한 번호를 토대로 그것이 제안되고 있다는(diderms)항생제 선택 압력에 대한 보호 메커니즘으로 발전하였다 그람 음성의 박테리아에서 바깥쪽 세포막.[5][6][9][10]두꺼운 펩티도글리칸 층의 존재에 의해 그램 양성으로 염색되어 외세포막을 가지는 Deinoccus와 같은 일부 박테리아는 단배엽([5][10]그램 양성)과 디뎀(그램 음성) 박테리아 사이의 이행 과정에서 중간체로서 제안된다.디뎀 박테리아는 또한 리포다당류가 없는 단순한 디덤, 외세포막이 리포다당류를 포함하는 전형적인 디덤 박테리아, 외세포막이 미콜산으로 [7][10][11]구성된 디덤 박테리아 사이에서 더욱 분화할 수 있다.

예외

일반적으로 그람양성균은 단층이고 단일 지질 이중층을 가지고 있는 반면, 그람음성균은 디딤판이며 이중층을 가지고 있다.일부 분류군은 펩티도글리칸(Mollicutes, Rickettiales의 일부 구성원 및 Enterobacyles의 곤충 내심비온트 등)이 부족하고 그램이 변합니다.그러나 이것이 항상 맞는 것은 아니다.데이노코타균은 구조적으로 그램 음성 박테리아와 비슷하지만 그램 양성 얼룩을 가지고 있다.클로로플렉소타는 단층이지만 (몇 가지 예외는[12] 있지만)[13] 음성으로 염색됩니다.클로로플렉시와 관련된 두 가지 식물인 TM7 분지류와 케도노박테리아도 단배엽이다.[14][15]

몇몇 바실로타 종들은 그램 양성이 아니다.이들은 펩티도글리칸(그램 부정)이 결여된 몰리쿠테스류(혹은 마이코플라즈마토타문)와 셀레노모나스 및 염색그램 [11]음성인 네가티뷰테스류에 속한다.또한 다수의 세균 분류군(viz.바실로타문의 일부 또는 그 부근에 있는 가지 중 하나인 네거티뷰트, 후소박테리오타, 시너지스토타, 엘루시믹로비오타)는 디뎀세포 [8][10][11]구조를 가지고 있는 것으로 밝혀졌다.그러나 HSP60(GroEL) 단백질의 보존된 시그니처 워(CSI)는 그램 음성 박테리아(예: Pseudomonadota, Aquificota, Chlamidiota, 박테로이드ota, Clamidiota, Clamiota, Clamidota, Clamidota, Clarobota, Fibrobacteroptera, Vercomota, Verocomota)의 모든 전통적인 균을 구별한다.박테리아 및 기타 단배엽박테리아(예: 방선균, 바실로타, 서모토고타, 클로로플렉소타 등)의 균.[10]종래의 LPS(리포다당류)를 포함한 그램음성세균의 모든 염기서열종에서 이 CSI의 존재는 이러한 박테리아의 필라가 단통성 분지를 형성하고 있으며, 이 그룹의 어떤 종으로부터도 외막 손실이 [10]발생하지 않았다는 증거를 제공한다.

병원성

구강 그램 양성 병원체의 콜로니, 액티노미세스 sp.

전통적인 의미에서, 6그램 양성 속은 전형적으로 사람에게서 병원성이 있다.이들 중 두 종류인 스트렙토코쿠스와 포도상구균은 구균이다.나머지 유기체는 세균(봉 모양)이며 포자를 형성하는 능력에 따라 세분될 수 있다.비포자 형성물은 코리네박테륨과 리스테리아(코코바실루스)이며, 바실루스, 클로스트리듐은 [16]포자를 생성한다.포자를 형성하는 박테리아는 호흡에 따라 다시 나눌 수 있습니다.바실루스는 통성 [17]혐기성이고 클로스트리듐은 필수 혐기성입니다.또한 라시박터, 리프소니아, 클라비박터는 식물병을 일으키는 3그램 양성속이다.그램 양성 박테리아는 신생아에게 [18]심각하고 때로는 치명적인 감염을 일으킬 수 있다.임상적으로 관련이 있는 그램 양성 박테리아의 새로운 종으로는 바실로타에 속하는 [19]새로운 병원체인 카타박터 홍콩엔시스도 있다.

세균변형

형질전환은 외인성 유전물질이 공여세균에서 수용세균으로 전달되는 수평적 유전자 전달의 세 가지 과정 중 하나이며, 다른 두 과정은 접합(직접 접촉하는 두 박테리아 세포 사이의 유전물질 전달)과 변환(박테리오팩에 의한 공여세균 DNA 주입)이다.e바이러스를 수용체 [20]숙주 박테리아에 주입한다.)형질전환에서 유전물질은 중간배지를 통과하고 흡수는 전적으로 [20]수용세균에 의존한다.

2014년 현재 약 80종의 박테리아가 변형할 수 있는 것으로 알려져 있으며, 그램 양성 박테리아와 그램 음성 박테리아로 균등하게 나뉘었다. 보고서 중 몇 개가 [20]단일 논문에 의해 뒷받침되기 때문에 그 수는 과대 추정될 수 있다.그램 양성균의 형성은 스트렙토코커스 폐렴구균, 스트렙토코커스 뮤탄스, 황색포도상구균, 스트렙토코커스 샹구니와 같은 의학적으로 중요한 종과 그램 양성 토양 세균인 바실러스 서브틸리스, 바실러스 [21]세레우스에서 연구되어 왔다.

맞춤법 메모

형용사 그램 포지티브와 그램 네거티브는 Hans Christian Gram의 성에서 유래한다.동명 형용사로서 [22]첫 글자는 작성되는 문서를 지배하는 스타일 가이드(예: CDC의 스타일 가이드)에 따라 대문자 G 또는 소문자 G가 될 수 있다.그램 염색 orth 맞춤법 메모에서 자세히 설명합니다.

레퍼런스

  1. ^ Basic Biology (18 March 2016). "Bacteria".
  2. ^ a b Madigan, Michael T.; Martinko, John M. (2006). Brock Biology of Microorganisms (11th ed.). Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0131443297.
  3. ^ Gibbons, N. E.; Murray, R. G. E. (1978). "Proposals Concerning the Higher Taxa of Bacteria". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 28 (1): 1–6. doi:10.1099/00207713-28-1-1.
  4. ^ a b Woese, C. R. (1987). "Bacterial evolution". Microbiological Reviews. 51 (2): 221–271. doi:10.1128/MMBR.51.2.221-271.1987. PMC 373105. PMID 2439888.
  5. ^ a b c d e f g h Gupta, R. S. (1998). "Protein phylogenies and signature sequences: A reappraisal of evolutionary relationships among archaebacteria, eubacteria and eukaryotes". Microbiology and Molecular Biology Reviews. 62 (4): 1435–1491. doi:10.1128/MMBR.62.4.1435-1491.1998. PMC 98952. PMID 9841678.
  6. ^ a b c Gupta, R. S. (2000). "The natural evolutionary relationships among prokaryotes" (PDF). Critical Reviews in Microbiology. 26 (2): 111–131. CiteSeerX 10.1.1.496.1356. doi:10.1080/10408410091154219. PMID 10890353. S2CID 30541897.
  7. ^ a b Desvaux, M.; Hébraud, M.; Talon, R.; Henderson, I. R. (2009). "Secretion and subcellular localizations of bacterial proteins: A semantic awareness issue". Trends in Microbiology. 17 (4): 139–145. doi:10.1016/j.tim.2009.01.004. PMID 19299134.
  8. ^ a b Sutcliffe, I. C. (2010). "A phylum level perspective on bacterial cell envelope architecture". Trends in Microbiology. 18 (10): 464–470. doi:10.1016/j.tim.2010.06.005. PMID 20637628.
  9. ^ a b c d e Gupta, R. S. (1998). "What are archaebacteria: life's third domain or monoderm prokaryotes related to Gram-positive bacteria? A new proposal for the classification of prokaryotic organisms". Molecular Microbiology. 29 (3): 695–707. doi:10.1046/j.1365-2958.1998.00978.x. PMID 9723910. S2CID 41206658.
  10. ^ a b c d e f g Gupta, R. S. (2011). "Origin of diderm (gram-negative) bacteria: antibiotic selection pressure rather than endosymbiosis likely led to the evolution of bacterial cells with two membranes". Antonie van Leeuwenhoek. 100 (2): 171–182. doi:10.1007/s10482-011-9616-8. PMC 3133647. PMID 21717204.
  11. ^ a b c Marchandin, H.; Teyssier, C.; Campos, J.; Jean-Pierre, H.; Roger, F.; Gay, B.; Carlier, J.-P.; Jumas-Bilak, E. (2009). "Negativicoccus succinicivorans gen. Nov., sp. Nov., isolated from human clinical samples, emended description of the family Veillonellaceae and description of Negativicutes classis nov., Selenomonadales ord. nov. and Acidaminococcaceae fam. nov. In the bacterial phylum Firmicutes". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 60 (6): 1271–1279. doi:10.1099/ijs.0.013102-0. PMID 19667386.
  12. ^ Yabe, S.; Aiba, Y.; Sakai, Y.; Hazaka, M.; Yokota, A. (2010). "Thermogemmatispora onikobensis gen. nov., sp. nov. And Thermogemmatispora foliorum sp. nov., isolated from fallen leaves on geothermal soils, and description of Thermogemmatisporaceae fam. nov. and Thermogemmatisporales ord. Nov. Within the class Ktedonobacteria". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 61 (4): 903–910. doi:10.1099/ijs.0.024877-0. PMID 20495028.
  13. ^ Sutcliffe, I. C. (2011). "Cell envelope architecture in the Chloroflexi: A shifting frontline in a phylogenetic turf war". Environmental Microbiology. 13 (2): 279–282. doi:10.1111/j.1462-2920.2010.02339.x. PMID 20860732.
  14. ^ Hugenholtz, P.; Tyson, G. W.; Webb, R. I.; Wagner, A. M.; Blackall, L. L. (2001). "Investigation of Candidate Division TM7, a Recently Recognized Major Lineage of the Domain Bacteria with No Known Pure-Culture Representatives". Applied and Environmental Microbiology. 67 (1): 411–419. Bibcode:2001ApEnM..67..411H. doi:10.1128/AEM.67.1.411-419.2001. PMC 92593. PMID 11133473.
  15. ^ Cavaletti, L.; Monciardini, P.; Bamonte, R.; Schumann, P.; Rohde, M.; Sosio, M.; Donadio, S. (2006). "New Lineage of Filamentous, Spore-Forming, Gram-Positive Bacteria from Soil". Applied and Environmental Microbiology. 72 (6): 4360–4369. Bibcode:2006ApEnM..72.4360C. doi:10.1128/AEM.00132-06. PMC 1489649. PMID 16751552.
  16. ^ Gladwin, Mark; Trattler, Bill (2007). Clinical Microbiology Made Ridiculously Simple. Miami, Florida: MedMaster. pp. 4–5. ISBN 978-0-940780-81-1.
  17. ^ Sahebnasagh, R.; Saderi, H.; Owlia, P. (4–7 September 2011). Detection of methicillin-resistant Staphylococcus aureus strains from clinical samples in Tehran by detection of the mecA and nuc genes. The First Iranian International Congress of Medical Bacteriology. Tabriz, Iran.
  18. ^ MacDonald, Mhairi (2015). Avery's Neonatology: Pathophysiology and Management of the Newborn. Philadelphia: Wolters Kluwer. ISBN 9781451192681. 피츠버그 대학에서 제공하는 접근권.
  19. ^ Lau, S. K. P.; McNabb, A.; Woo, G. K. S.; Hoang, L.; Fung, A. M. Y.; Chung, L. M. W.; Woo, P. C. Y.; Yuen, K.-Y. (2006-11-22). "Catabacter hongkongensis gen. nov., sp. nov., Isolated from Blood Cultures of Patients from Hong Kong and Canada". Journal of Clinical Microbiology. 45 (2): 395–401. doi:10.1128/jcm.01831-06. ISSN 0095-1137. PMC 1829005. PMID 17122022.
  20. ^ a b c Johnston, C.; Martin, B.; Fichant, G.; Polard, P; Claverys, J. P. (2014). "Bacterial transformation: distribution, shared mechanisms and divergent control". Nature Reviews. Microbiology. 12 (3): 181–96. doi:10.1038/nrmicro3199. PMID 24509783. S2CID 23559881.
  21. ^ Michod, R. E.; Bernstein, H.; Nedelcu, A. M. (2008). "Adaptive value of sex in microbial pathogens". Infection, Genetics and Evolution. 8 (3): 267–85. doi:10.1016/j.meegid.2008.01.002. PMID 18295550.
  22. ^ "Emerging Infectious Diseases Journal Style Guide". CDC.gov. Centers for Disease Control and Prevention.

외부 링크