תרשים של מבנה דופן תא החיידק. מבנה החיידקים. דופן תא של חיידקים

התפקידים של דופן התא הם שזה:

מהווה מחסום אוסמוטי

קובע את צורתו של תא חיידקי

מגן על התא מפני השפעות סביבתיות

נושאת מגוון של קולטנים המעודדים את ההתקשרות של פאגים, קוליצינים, כמו גם תרכובות כימיות שונות,

חומרים מזינים חודרים לתא דרך דופן התא ומופרשים חומרי פסולת.

O-antigen ממוקם בדופן התא ואנדוטוקסין (ליפיד A) של חיידקים קשור אליו.

ישנם 2 סוגים של מבנה דופן התא בחיידקים. בשני המקרים הוא מבוסס על peptidoglycan murein. בחיידקים מסוימים (סוג 1), הוא מהווה עד 90% מהמסה של דופן התא ויוצר מסגרת רב-שכבתית (עד 10 שכבות), בעוד שמוריין קשור בקוולנטיות לחומצות טייכואיות. חיידקים כאלה, כשהם מוכתמים בשיטת גראם, מחזיקים בחוזקה את המכלול של סיגלית ג'נטיאן ויוד; הם מכתימים כחול-סגול ונקראים גראם חיוביים.

בחיידקים עם סוג 2 של מבנה דופן התא, שכבה של ליפופוליסכרידים ממוקמת על גבי 2-3 שכבות של murein peptidoglycan. חיידקים אלו, כאשר הם מוכתמים בשיטת גראם, אינם מסוגלים לשמור בחוזקה על קומפלקס הסיגלית והיוד של ג'נטיאן, ובהתאם, מוכתמים באלכוהול, מוכתמים בצבע נוסף - מגנטה בצבע ורוד-אדום. הם נקראים דקדוקיים.

בשל הבדלים במבנה דופן התא, כל החיידקים מחולקים ל-4 חלקים:

Gracilicutes - חיידקים בעלי דופן תאים דקה, גרם שלילי, הם כוללים צורות מפותלות, בצורת מוטות, קוקליים של חיידקים, כמו גם ריקטסיה וכלמידיה;

Firmicutes - חיידקים עם דופן תא עבה, חיובי לגרם, הם כוללים בצורת מוט, צורות קוקיות של חיידקים, כמו גם actinomycetes, corynebacteria ו mycobacteria;

Tenericutes - חיידקים ללא דופן תא נוקשה (מיקופלזמה);

Mendozicutes הם ארכאיבקטריה המאופיינת בדופן תא פגומה, תכונות מבניות של ריבוזומים, ממברנות ו-RNA ריבוזומי. לקבוצת חיידקים זו אין משמעות רפואית.

מכל תא חיידק ניתן לקבל צורות שהן נטולות דופן תא באופן מלא או חלקי. הם נקראים, בהתאמה, פרוטופלסטים וספרופלסטים, וללא קשר לסוג המורפולוגי הראשוני של החיידק, בשל היעדר דופן תא, הם מקבלים צורה כדורית או בצורת אגס. בנוסף, ישנן צורות L של חיידקים, שבניגוד לפרוטופלסטים וספרופלסטים, מסוגלים להתרבות, בהיותם תאים מיקרוביאליים מלאים לחלוטין של חיידקים מסוג זה. צורות L של מיני חיידקים שונים אינם ניתנים להבחין מורפולוגית. ללא קשר לצורת התא המקורי (קוקי, מוטות, ויבריוס), הם תצורות כדוריות בגדלים שונים. ישנן צורות L יציבות שאינן הופכות למורפוטיפ המקורי, וצורות L לא יציבות שהופכות למקור כאשר הגורם שגרם להיווצרותן מתבטל. בתהליך ההחזרה, משוחזרת יכולתם של חיידקים לסנתז פפטידוגליקן (מורין) של דופן התא. צורות L של חיידקים שונים ממלאות תפקיד חיוני בפתוגנזה של מחלות זיהומיות כרוניות רבות שחוזרות על עצמן (ברוצלוזיס, שחפת, עגבת, זיבה כרונית וכו').
3. קרום ציטופלסמי

הממברנה הציטופלזמית צמודה לדופן התא החיידקי, שמבנהו דומה לממברנות אוקריוטיות (מורכב משכבה כפולה של שומנים, בעיקר פוספוליפידים עם משטח מובנה וחלבונים אינטגרליים). זה מספק:

חדירות סלקטיבית והובלה של מומסים לתוך התא,

הובלת אלקטרונים וזרחון חמצוני,

בידוד של אקזואנזימים הידרוליטיים, ביוסינתזה של פולימרים שונים.

הממברנה הציטופלזמית מקיפה את הציטופלזמה החיידקית, שהיא מבנה גרגירי. ריבוזומים ונוקלואיד חיידקי ממוקמים בציטופלזמה; הם יכולים להכיל גם תכלילים ופלסמידים (DNA חוץ כרומוזומלי). בנוסף למבנים הנדרשים, לתאי חיידקים עשויים להיות נבגים.
שאלה 3. רכיבים מבניים אופציונליים של תא חיידקי
1. מחלוקות

המוטות היוצרים נבגים נקראים bacilli.

נבגי חיידקים הם תאים חיידקיים במצב של הנפשה מושעה והם נוצרים בתנאים סביבתיים שליליים (הם ממוקמים בתוך התא באופן סופני, תת-טרמינלי או מרכזי).

בתהליך הספורולציה התא מאבד כמעט לחלוטין מים, מתכווץ ודופן התא מתעבה. מופיע חומר חדש - סידן דיפיקולינאט, היוצר קומפלקסים עם ביופולימרים של תאים עמידים בפני טמפרטורה וקרניים אולטרה סגולות. בסביבה נבגי חיידקים יכולים להימשך שנים, אך בחשיפה לתנאים נוחים הנבג סופג לחות, הקומפלקסים מתפרקים, הדיפיקולינאט נהרס והנבג הופך לתא וגטטיבי.

לפיכך, יש להתייחס לנבג לא כדרך רבייה, אלא רק כצורת קיום של תא חיידקי בתנאים שליליים. במקרה זה, הטרנספורמציות מתנהלות לפי הסכימה הבאה: 1 תא - 1 נבג - 1 תא, ואין עלייה במספר תאי החיידק.

ספורולציה אופיינית בעיקר לחיידקים גראם חיוביים. בחיידקים גרם-שליליים, המקבילה ל-sporulation היא המעבר למה שנקרא מצב בלתי ניתן לתרבות. בצורה זו, הם גם נמשכים בסביבה במשך זמן רב.

בעת שימוש בכתם גראם, נבגים אינם נתפסים על ידי צבעים, ולכן הם חסרי צבע על רקע צבעוני. נבגים מוכתמים בשיטות צביעה מיוחדות, למשל, לפי אורז'סקו או קליין.
2. פלאגלה

לחיידקים רבים יש דגלים. מספרם ומיקומם בחיידקים שונים אינם זהים. למונוטריכיה יש רק דגל אחד (סוג Vibrio), ללופוטריכיה יש צרור של דגלים בקוטב אחד של התא (סוג Pseudomonas), ואצל אמפיטריכוס (אחד או חבורה) ממוקמים בשני הקטבים של התא (סוג Spirillum), ובפריטריכוס - על פני כל פני השטח (סוג Escherichia, Salmonella).

במבנה שלהן, הדגלים הם חוטים מעוותים ספירלית, המורכבים מחלבון פלגלין ספציפי, אשר במבנהו שייך לחלבונים מתכווצים כמו מיוזין.

פלאג'לה אינם נראים על כתם גראם. אפשר לחקור את ניידות החיידק הן בשיטות מיקרוסקופיות (מיקרוסקופ ניגודיות פאזה של תכשירים "תלויים" או "מעוכים"), והן בחיסון בזריקה לאגר חצי נוזלי, או מדיום מיוחד - מדיום של פשקוב. .
3. וילי

תצורות חלבון, villi (fimbriae, pili), נמצאו על פני השטח של מספר חיידקים. הפימבריה משתרעות מפני השטח של התא ומורכבות מחלבון הנקרא פילין. ישנם יותר מ-60 סוגים של villi, מהם הנחקרים ביותר הם F-pili (מין פילי) ופילי נפוץ (פילי האחראי על הידבקות).
4. קפסולה

הקפסולה החיידקית היא השכבה החיצונית המעובה של דופן התא. ניתן לבנות קפסולות מפוליסכרידים (פנאומוקוק) או חלבונים (אנתרקס). רוב החיידקים, במיוחד הפתוגניים, יוצרים קפסולה רק בגוף האדם או החיה. עם זאת, קיים סוג של חיידקים קפסולריים אמיתיים (Klebsiella), שנציגיהם יוצרים קפסולה גם כאשר מגדלים אותם על חומרי הזנה מלאכותיים. לחיידקים מסוימים עשויה להיות מיקרו-קפסולה (מתגלה רק במיקרוסקופ אלקטרוני), למשל, Escherichia, או יכולת מרומזת להיווצרות כמוסה - מה שנקרא כמוסה "עדינה", למשל, Staphylococcus aureus, מנינגוקוקוס.

המטרה העיקרית של הכמוסות היא להגן על חיידקים מפני phagocytosis. כאשר צובעים מריחות לפי גראם, לחיידקים קפסולריים אמיתיים יש מיקום יחסי אופייני (במרחק זה מזה). במיקרוסקופ אור הכמוסות אינן נראות בבירור ולכן נוכחות כמוסות בחיידקים מתגלה בשיטות צביעה מיוחדות, למשל בשיטת גימסה. כדי לזהות כמוסות וחיידקים היוצרים אותם בגוף, משתמשים במיקרוסקופיה של מריחות שהוכנו מחומר פתולוגי או מריחות - הדפסים מאיברים של חיות מתות.
שאלה 4. תזונה ומאפיינים מטבוליים של חיידקים
1. רכיבים כימיים של תא חיידקי

על פי ההרכב הכימי והטבע של ביו-פולימרים (חלבונים, פוליסכרידים, חומצות גרעין, שומנים), תאים פרוקריוטיים אינם שונים מאלו האוקריוטיים. המרכיבים הכימיים העיקריים של תא חיידק הם אורגנוגנים (חמצן, מימן, פחמן, חנקן, זרחן).

התהליך שבמהלכו תא חיידק מקבל מהסביבה את הרכיבים הדרושים לבניית הביופולימרים (האברונים) שלו נקרא תזונה.
2. האכלת חיידקים

לתאי חיידק אין איברים תזונתיים מיוחדים, כלומר, הם הולופיטיים. כניסת חומרים מזינים לתא המיקרוביאלי יכולה להתרחש:

עקב אוסמוזה ודיפוזיה לאורך שיפוע הריכוז ללא עלויות אנרגיה;

בשל הובלה פסיבית, המתבצעת גם לאורך שיפוע הריכוז בעזרת חלבוני נשאות, אך ללא צריכת אנרגיה על ידי התא, ושונה מדיפוזיה במהירות גבוהה יותר;

עקב הובלה אקטיבית, המנוגדת לשיפוע הריכוזים עם צריכת אנרגיה ואפשרות ביקוע חלקי של המצע, היא מתבצעת על ידי חלבונים נשאים או אנזימים - פרמיזות.

על פי מקורות הפחמן הדרושים לבניית ביופולימרים, החיידקים מחולקים לקבוצות הבאות:

אוטוטרופים הם מיקרואורגניזמים המשתמשים בפחמן דו חמצני כמקור היחיד לפחמן ואינם זקוקים לתרכובות אורגניות מורכבות.

הטרוטרופים הם מיקרואורגניזמים המשתמשים בתרכובות שונות המכילות פחמן אורגניות (פחמימות, פחמימנים, חומצות אמינו, חומצות אורגניות) ממקור ביולוגי ולא ביולוגי כמקור פחמן.

בהתאם למקור האנרגיה, מיקרואורגניזמים מחולקים ל:

פוטוטרופי, מסוגל להשתמש באנרגיה סולארית,

כימוטרופי, מקבל אנרגיה עקב תגובות חיזור.

בנוסף לסיווג זה, בהתאם לאופי של תורמי האלקטרונים, מיקרואורגניזמים מחולקים לליטוטרופים פוטוטרופיים ובהתאם לליטוטרופים כימוטרופיים, כלומר, משתמשים בתרכובות אנאורגניות כתורמי אלקטרונים, כמו גם פוטו וכמו-אורגנוטרופים, בהתאמה, תוך שימוש בתרכובות אורגניות בלבד. . האחרונים כוללים את הרוב המכריע של החיידקים, כולל מינים הפתוגנים לבני אדם.

מקורות החנקן הם:

מיקרואורגניזמים מקבעים חנקן (היכולים להטמיע חנקן מולקולרי של האטמוספירה),

מיקרואורגניזמים שמטמיעים חנקן אנאורגני של מלחי אמוניום, חנקות או ניטריטים, ובהתאמה, נקראים אמוניפיי, מפחית חנקות ומפחית ניטריט.

עם זאת, רוב המיקרואורגניזמים הפתוגנים לבני אדם מסוגלים להטמיע רק חנקן של תרכובות אורגניות.

מיקרואורגניזמים המסוגלים לסנתז את כל התרכובות האורגניות להם הם זקוקים (פחמימות, חומצות אמינו וכו') ממרכיבים אלו נקראים פרוטוטרופים.

מיקרואורגניזמים שאינם מסוגלים לסנתז אף אחת מהתרכובות הדרושות, ולהטמיע אותן בצורה מוגמרת מהסביבה או מהאורגניזם המארח (אדם, חיה), נקראים אוזוטרופים עבור תרכובת זו. לרוב הם מיקרואורגניזמים פתוגניים או אופורטוניסטיים לבני אדם.

האברונים החיוניים הם: מנגנון גרעיני, ציטופלזמה, קרום ציטופלזמה.

אופציונאלי(קַטִין) אלמנטים מבניים הםמילות מפתח: דופן התא, קפסולה, נבגים, פילי, דגלים.

1. במרכז תא החיידק נמצא נוקלואיד- תצורה גרעינית, המיוצגת לרוב על ידי כרומוזום אחד בצורת טבעת. מורכב מגדיל דו-גדילי של DNA. הנוקלואיד אינו מופרד מהציטופלזמה על ידי ממברנה גרעינית.

2.ציטופלזמה- מערכת קולואידית מורכבת המכילה תכלילים שונים ממקור מטבולי (גרגירים של וולוטין, גליקוגן, גרנולוזה וכו'), ריבוזומים ואלמנטים אחרים של מערכת סינתזת החלבון, פלסמידים (DNA חוץ-נוקלואידי), מזוזומים(נוצר כתוצאה מהחדרה של הממברנה הציטופלזמה לתוך הציטופלזמה, משתתפים במטבוליזם האנרגיה, ספורולציה, היווצרות המחיצה הבין-תאית במהלך החלוקה).

3.ממברנה ציטופלזמיתמגביל את הציטופלזמה מבחוץ, בעל מבנה תלת-שכבתי ומבצע מספר פונקציות חשובות - מחסום (יוצר ושומר על לחץ אוסמוטי), אנרגיה (מכיל מערכות אנזימים רבות - נשימה, חיזור, מבצע העברת אלקטרונים), הובלה (העברה) של חומרים שונים לתוך התא ומהתא).

4.דופן תא- טבוע ברוב החיידקים (פרט למיקופלזמות, אכולפלזמות וכמה מיקרואורגניזמים אחרים שאין להם דופן תא אמיתי). יש לו מספר פונקציות, קודם כל, הוא מספק הגנה מכנית וצורה קבועה של תאים; תכונות אנטיגניות של חיידקים קשורות במידה רבה לנוכחותו. הוא מורכב משתי שכבות עיקריות, מהן החיצונית יותר פלסטית, הפנימית קשיחה.

התרכובת הכימית העיקרית של דופן התא, הספציפית רק לחיידקים - פפטידוגליקן(חומצות מוריאניות). תכונה חשובה של חיידקים לטקסונומיה תלויה במבנה ובהרכב הכימי של דופן התא החיידקי. קשר לכתם גראם. בהתאם לו מבחינות שתי קבוצות גדולות - חיידקים גרם חיוביים ("גרם +") וגרם שליליים ("גרם -"). הדופן של חיידקים גראם חיוביים שומרת על קומפלקס היוד לאחר צביעת גראם. סגול ג'נטיאן(מוכתם כחול-סגול), חיידקים גרם שליליים מאבדים את הקומפלקס הזה ואת הצבע המתאים לאחר הטיפול ונצבעים בורוד על ידי צביעה בפוקסין.

תכונות של דופן התא של חיידקים גרם חיוביים.

דופן תא עוצמתית, עבה, מאורגן בצורה לא מסובכת, הנשלטת על ידי חומצות פפטידוגליקן וחומצות טייכו, ללא ליפופוליסכרידים (LPS), לרוב ללא חומצה דיאמינופימלית.

תכונות של דופן התא של חיידקים גרם שליליים.

דופן התא דקה בהרבה מזו של חיידקים גרם חיוביים, מכילה LPS, ליפופרוטאינים, פוספוליפידים, חומצה דיאמינופימלית. זה יותר מסובך - יש קרום חיצוני, ולכן דופן התא היא תלת-שכבתית.

כאשר מעבדים חיידקים גרם חיוביים עם אנזימים שהורסים את הפפטידוגליקן, ישנם מבנים נטולי דופן תא לחלוטין - פרוטופלסטים. טיפול בחיידקים גראם שליליים בליזוזים הורס רק את שכבת הפפטידוגליקן מבלי להרוס לחלוטין את הממברנה החיצונית; מבנים כאלה נקראים spheroplasts. לפרוטופלסטים וספרופלסטים יש צורה כדורית (תכונה זו קשורה ללחץ אוסמוטי ואופיינית לכל צורות החיידקים נטולות התאים).

ל- צורות של חיידקים.

בהשפעת מספר גורמים המשפיעים לרעה על תא החיידק (אנטיביוטיקה, אנזימים, נוגדנים וכו'), ל- טרנספורמציהחיידקים המובילים לאובדן קבוע או זמני של דופן התא. טרנספורמציה L היא לא רק סוג של שונות, אלא גם הסתגלות של חיידקים לתנאי קיום שליליים. כתוצאה משינוי בתכונות האנטיגניות (אובדן אנטיגנים O- ו-K), ירידה בארסיות וגורמים אחרים, צורות L רוכשות את היכולת להישאר לאורך זמן ( להתמיד) באורגניזם המארח, שמירה על תהליך זיהומי איטי. אובדן דופן התא הופך את צורות ה-L ללא רגישות לאנטיביוטיקה, נוגדנים וחומרים כימותרפיים שונים שנקודת היישום שלהם היא דופן התא החיידקי. לֹא יַצִיבבעל יכולת L לַהֲפוֹךלצורות קלאסיות (מקוריות) של חיידקים שיש להם דופן תא. יש גם צורות L יציבות של חיידקים, היעדר דופן תא וחוסר היכולת להפוך אותם לצורות קלאסיות של חיידקים מקובעים גנטית. במספר דרכים, הם דומים מאוד ל-mycoplasmas ואחרים רכיכות- חיידקים שבהם דופן התא נעדר כתכונה טקסונומית. למיקרואורגניזמים הקשורים למיקופלזמות, הפרוקריוטים הקטנים ביותר, אין דופן תא, וכמו כל מבנים חסרי דופן חיידקיים, יש להם צורה כדורית.

למבנים פני השטח של חיידקים(אופציונלי, כמו דופן תא), כולל קפסולה, פלגלה, מיקרוווילי.

כּמוּסָהאו שכבה רירית מקיפה את הקליפה של מספר חיידקים. לְהַקְצוֹת מיקרוקפסולה, זוהה במיקרוסקופ אלקטרוני בצורה של שכבה של מיקרופיברילים, ו מקפסולהזוהה במיקרוסקופ אור. הקפסולה מהווה מבנה מגן (בעיקר מפני התייבשות), במספר חיידקים היא מהווה גורם פתוגניות, מונעת פגוציטוזיס, ומעכבת את השלבים הראשונים של תגובות ההגנה – זיהוי וספיגה. בְּ ספרופיטיםכמוסות נוצרות בסביבה החיצונית, בפתוגנים, לעתים קרובות יותר באורגניזם המארח. ישנן מספר שיטות לצביעת קפסולות, בהתאם להרכבן הכימי. הקפסולה מורכבת לרוב מפוליסכרידים (הצבע הנפוץ ביותר הוא גינסו), לעתים רחוקות יותר - מפוליפפטידים.

פלאגלה.חיידקים תנועתיים יכולים להחליק (לנוע על משטח מוצק כתוצאה מהתכווצויות דמויי גל) או לצוף, לנוע עקב חלבון חוטי ספירלי מכופף ( פלגליתעל פי ההרכב הכימי) תצורות - flagella.

על פי מיקומם ומספרם של הדגלים, מבחינים במספר צורות של חיידקים.

1. מונוטריכוס - בעלי דגל קוטבי אחד.

2. Lofotrichous - יש צרור קוטבי של flagella.

3. Amphitrichous - יש דגלים בקטבים מנוגדים בקוטר.

4. Peritrichous - בעלי דגלים מסביב לכל היקף תא החיידק.

היכולת לתנועה מכוונת (כימוטקסיס, אווירוטקסיס, פוטוטקסיס) בחיידקים נקבעת גנטית.

Fimbriae או cilia- חוטים קצרים המקיפים את תא החיידק במספרים גדולים, בעזרתם נצמדים חיידקים למצעים (למשל, לפני השטח של ריריות). לפיכך, הפימבריאים הם גורמי הידבקות וקולוניזציה.

ו- שתייה (גורם פוריות)- מנגנון צימוד חיידקים, נמצאים בכמויות קטנות בצורה של חלבונים דקים.

אנדוספורות וספורולציה.

נִבִיגָה- דרך לשמר סוגים מסוימים של חיידקים בתנאים סביבתיים שליליים. אנדוספורותנוצרים בציטופלזמה, הם תאים בעלי פעילות מטבולית נמוכה ועמידות גבוהה ( הִתנַגְדוּת) לייבוש, גורמים כימיים, טמפרטורה גבוהה וגורמים סביבתיים שליליים אחרים. מיקרוסקופ אור משמש לעתים קרובות כדי לזהות נבגים. לדברי אורז'שקו. עמידות גבוהה קשורה לתכולה גבוהה מלח סידן של חומצה דיפיקוליניתבמעטפת הנבגים. המיקום והגודל של נבגים במיקרואורגניזמים שונים שונים, שיש לו ערך אבחון דיפרנציאלי (טקסונומי). השלבים העיקריים של "מחזור החיים" של נבגים נִבִיגָה(כולל את שלב ההכנה, שלב הפריספורה, היווצרות הקונכייה, התבגרות ותרדמה) ו נִבִיטָהמסתיים בהיווצרות צורה וגטטיבית. תהליך הספורולציה נקבע גנטית.

צורות לא מעובדות של חיידקים.

מינים רבים של חיידקים גרם שליליים שאינם יוצרים נבגים הם בעלי מצב אדפטיבי מיוחד - צורות לא מעובדות. יש להם פעילות מטבולית נמוכה ואינם מתרבים באופן פעיל; אינם יוצרים מושבות על חומרי הזנה צפופים, אינם מזוהים במהלך היבול. הם עמידים מאוד ויכולים להישאר בת קיימא למשך מספר שנים. לא זוהה בשיטות בקטריולוגיות קלאסיות, מתגלה רק בשיטות גנטיות ( תגובת שרשרת פולימראז - PCR).

האיור מציג את המבנה חיידק מוכלל- תא פרוקריוטי טיפוסי. איור א' מציג את החיידק הידוע בצורת מוט Escherichia coli. בדרך כלל זה לא מזיק לחלוטין.

נוכחותו במים יכולה לשמש כאינדיקטור אמין מאוד זיהום מים על ידי צואה. מכל החיידקים, E. coli הוא הנחקר ביותר. בנוסף, מדובר באחד החיידקים שהמפה הגנטית שלהם התבססה לחלוטין. שימו לב של-E. coli יש הרבה פחות מבנים תוך-תאיים גלויים מאשר לתא איקריוטי (איורים 5.10 ו-5.11). על איור. 2.7 מציג חיידק נוסף בצורת מוט, שבניגוד ל-E. coli, יש לו דגל.

דופן תא של חיידקים

דופן תא של חיידקים- המבנה די חזק ומאפשר לשמור על צורתו; זה נובע מהימצאות של murein בו, מולקולה הבנויה משרשראות פוליסכרידים מקבילות המקושרות במרווחים קבועים על ידי שרשראות קצרות של חומצות אמינו. כך, כל תא מוקף, כביכול, בשקית רשת, המייצגת למעשה מולקולה אחת ענקית. דופן התא מגינה על התא מפני קריעה כאשר מים חודרים אליו (למשל כתוצאה מאוסמוזה). יוני מים ומולקולות קטנות נכנסות לתא דרך נקבוביות זעירות בדופן התא.

בשנת 1884 ביולוג דני כריסטיאן גראם פיתח שיטת צביעה, שאיתו נמצא כי חיידקים מתחלקים לשתי קבוצות טבעיות, שכפי שנודע כעת, נובע מהבדלים במבנה דופן התא שלהם. כמה חיידקים מצביעים גראם נקראים גראם חיוביים, בעוד שאחרים שאינם מכתימים הם גראם שליליים.

בחיידקים גראם חיוביים, כמו Staphylococcus, Bacillus ו-Lactobacillus, רכיבים נוספים, בעיקר פוליסכרידים וחלבונים, משובצים ברשת ה-murein, מה שהופך את דופן התא לעבה יחסית. לחיידקים גראם שליליים כגון סלמונלה, E. coli ואזוטובקטר יש דפנות תאים דקות ומורכבות יותר (איור 2.8). שכבת ה-murein של חיידקים אלו מכוסה מבחוץ בשכבה חלקה ודקה דמוית קרום של שומנים ופוליסכרידים, המגנה על התאים מפני ליזוזים, אנזים אנטיבקטריאלי המצוי בדמעות, ברוק ובנוזלים ביולוגיים אחרים, כמו גם בביצת תרנגולת. חֶלְבּוֹן.

ליזוזיםמבקע את מסגרת פוליסכריד murein, מה שמוביל לנקב של דופן התא ולתמוגגת התא, כלומר לנפיחות ולקרע האוסמוטי שלו. שכבת השומנים-פוליסכריד קובעת גם את העמידות של חיידקים גראם-שליליים בפניצילין. אנטיביוטיקה זו חוסמת את היווצרותם של קישורים צולבים של חיידקי גרם חיוביים הגדלים, מה שהופך את התאים שלהם רגישים יותר להלם אוסמוטי.