Madoa ya Gram hutumiwa sana katika biolojia kwani ni mojawapo ya njia rahisi zaidi za kutofautisha bakteria kulingana na muundo wa ukuta wa seli zao. Kulingana na Gram, bakteria zote zinaweza kugawanywa katika gramu-chanya (Gram (+)) na gram-negative (Gram (-)). Mbinu ya Gram stain ilitengenezwa mwaka wa 1884 na haijapoteza umaarufu tangu wakati huo, ingawa imerekebishwa mara kadhaa.
Muundo wa ukuta wa seli
Madoa ya Gram huonyesha iwapo bakteria ni Gram-positive au Gram-negative. Mgawanyiko wa bakteria katika Gram (+) na Gram (-) unafanywa kwa mujibu wa muundo wa ukuta wa seli zao.
Ukuta wa seli una kiwango kikubwa zaidi cha peptidoglycan (murein) - dutu changamano, inayojumuisha peptapeptidi na glycan. Glycan ina mabaki ya kubadilishana ya N-acetylglucosamine na asidi ya N-acetylmuramic yaliyounganishwa kwa kila mmoja na β-1,Vifungo 4-glycosidic. Peptidoglycan hutoa utunzaji wa umbo la seli, ulinzi wa osmotiki, na kazi za antijeni.
Tofauti kuu kati ya bakteria ya Gram-positive na Gram-negative
Bakteria tofauti wana unene tofauti wa safu ya peptidoglycan. Katika bakteria ambazo zimeainishwa kama gramu-chanya, ni kati ya 15 hadi 80 nm, wakati katika gramu-hasi ni kutoka 2 hadi 8 nm. Wakati huo huo, bakteria ya Gram-hasi ina muundo maalum chini ya safu ya peptidoglycan, ambayo bakteria ya Gram-chanya hawana - nafasi ya periplasmic. Nafasi hii imejaa enzymes ya hidrolitiki - β-lactamase, ribonuclease 1, phosphatase. Ni vimeng'enya hivi vinavyohusika na ukinzani wa bakteria ya Gram-negative kwa viuavijasumu vingi.
Safu ya Gram(-) peptidoglycan ya bakteria hufungamana na lipopolysaccharide, muundo wa antijeni ulio na endotoksini. Katika bakteria ya Gram(+), asidi teichoic hufanya kazi sawa.
Bakteria ya gramu-hasi wana muundo wa ziada - utando wa nje.
Kiini cha mbinu ya uwekaji madoa
Kabla hujaanza kutia madoa, smears za bakteria zilizochunguzwa hutayarishwa. Kwa kufanya hivyo, maji hutiwa kwenye slide ya kioo na utamaduni wa microorganisms huongezwa pale na kitanzi cha bakteria. Kisha, baada ya maji kukauka kabisa, smear ni fasta - slide kioo hufanyika mara kadhaa juu ya moto burner. Uchafuaji wa gramu ni mzuri zaidi kuliko upakaji madoa wa bakteria hai - molekuli za rangi hufungamana vyema na seli zilizokufa.
Upakaji rangi hufanywa kwa hatua kadhaa:
- Vipande vidogo vya karatasi ya chujio huwekwa kwenye smear isiyobadilika na rangi kuu hutiwa - gentian violet au methylene blue.
- Baada ya dakika 3-5, ondoa karatasi ya kichujio cha rangi na ujaze smear kwa mmumunyo wa Lugol kwa dakika 1. Katika hali hii, maandalizi hutiwa giza.
- Suluhisho la Lugol huchujwa na kupaka hutibiwa kwa pombe ya ethyl: matone machache hutiwa kwenye dawa, na kutolewa baada ya sekunde 20. Utaratibu unarudiwa mara 2-3.
- Osha slaidi ya majaribio kwa maji yaliyoyeyushwa.
- Toa rangi ya ziada - malizia utayarishaji kwa fuksini. Baada ya dakika 1-2, rangi huoshwa.
- Baada ya maji kukauka, chunguza kupaka kwa darubini. Bakteria ya Gram-positive watakuwa blue-violet, Gram-negative bakteria watakuwa waridi au wekundu.
Sababu za mifumo tofauti ya madoa
Kama ilivyoelezwa hapo juu, Gram-madoa ya bakteria hutia madoa bakteria ya Gram-positive blue-violet, huku bakteria ya Gram-negative huwa na rangi nyekundu au waridi. Sababu ya kutofautisha kwa bakteria kwa njia hii ni kwamba baada ya fomu ya mumunyifu ya gentian violet kuingia kwenye seli, rangi hupita kwenye fomu ya iodini isiyoweza kuingizwa. Wakati wa matibabu ya bakteria na pombe ya ethyl, lipids hutolewa kutoka kwa membrane chini ya hatua ya kutengenezea hii isiyo ya polar. Kisha utando huo huwa na vinyweleo na sio tena kizuizi kikubwa cha uvujaji wa rangi. Hata hivyopeptidoglycan ni sugu zaidi kwa vimumunyisho visivyo vya polar, pamoja na pombe. Yeye ndiye anayezuia kuoshwa kwa rangi, kwa hivyo bakteria walio na safu nene ya murein hugeuka bluu-violet (gramu-chanya), na baada ya matibabu na pombe hawabadilishi rangi yao.
Safu nyembamba ya murein ya bakteria hasi ya gram haiwezi kushikilia molekuli za rangi kwenye seli, kwa hivyo baada ya utendakazi wa pombe huwa hazina rangi - stain gram-negative.
Baada ya kufichuliwa kwa smear kwa fuchsin, bakteria walio na madoa ya Gram hubakia kuwa bluu-violet, wakati bakteria ya Gram-negative huwa nyekundu-nyekundu.
Mifano ya bakteria ya Gram(+) na Gram(-)
Bakteria hasi ya gramu ni pamoja na cyanobacteria, bakteria ya sulfuri, bakteria ya chuma, chlamydia, rickettsia, bakteria asetiki, methylobacteria wengi, thionic bacteria, arsenitobacteria, carboxybacteria.
Bifidobacteria, bakteria wengi wa majini, streptococci na staphylococci wana Gram-positive.
