Il Bastoncini Gram negativi (GNB) sono batteri a forma di bastoncello che risultano negativi alla colorazione di Gram. Ciò è dovuto alla biochimica della sua parete cellulare. Il termine batteri si riferisce a tutte le cellule con caratteristiche procariotiche e che appartengono al dominio Bacteria, chiamato anche Eubacteria..
I procarioti sono caratterizzati dall'assenza di un nucleo e di compartimenti chiusi da una membrana. Questa caratteristica è posseduta anche dai membri del dominio Archaeobacteria, in cui sono presenti anche specie Gram-negative. La parete cellulare dei membri di entrambi i domini e altre caratteristiche sono diverse.
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Le caratteristiche comuni alle specie che sono bastoncini Gram negativi sono: 1) sono a forma di bastoncello; 2) sono negativi alla colorazione di Gram, quindi appaiono rossi. Quest'ultimo è prodotto dalla struttura della parete cellulare, che è diversa da quella dei batteri Gram positivi..
I bacilli Gram negativi differiscono notevolmente tra loro in termini di mobilità (flagelli mobili; mobili scorrevoli; non mobili), nutrizione e fisiologia (fototrofi, chemioorganotrofi, capacità di usare l'ossigeno, ecc.), Tra gli altri fattori. Pertanto, è più facile specificare le caratteristiche generali di Eubatteri e Archaea..
Misurano in media 3 µm di lunghezza e 1 µm di larghezza. Possono essere più grandi o più piccoli. Mancano di una membrana che circonda il DNA e di organelli come mitocondri e cloroplasti.
Hanno una parete cellulare che circonda la membrana plasmatica. Hanno solo un cromosoma circolare e plasmidi. Il DNA manca di introni.
Alcuni membri degli eubatteri sono patogeni per animali e piante, mentre i membri degli archeobatteri non sono patogeni..
Gli eubatteri possono essere sensibili agli antibiotici (penicillina, kanamicina, streptomicina, ecc.), Fissare l'azoto, formare capsule, avere una fotosintesi dipendente dalla clorofilla, non avere un fotosistema con rodopsina ed essere non metanogeni. Gli archeobatteri sono l'opposto.
Tutti i batteri Gram-negativi, indipendentemente dalla loro forma cellulare, condividono le stesse caratteristiche strutturali della parete cellulare..
La parete cellulare dei batteri Gram negativi è una struttura multistrato, composta da peptidoglicano. Hanno una membrana esterna che circonda il peptidoglicano. Tra la membrana esterna e la parete cellulare, c'è uno spazio stretto chiamato spazio periplasmatico.
La parete cellulare misura 30 Å. È composto da peptidoglicano (mureina), costituito da molecole di N-acetilglucosamina (gluNAC) che si alternano con molecole di acido N-acetilmuramico (murNAc) e formano catene. Il peptidoglicano costituisce il 10% del muro, il resto è la membrana esterna.
Le catene gluNAC e murNAc sono reticolate da tetrapeptidi, catene di quattro residui amminoacidici. Spesso il terzo residuo amminoacidico, nel tetrapeptide, è l'acido diamminopimelico. Due tetrapeptidi formano un legame covalente tra loro e sono direttamente collegati alle catene gluNAC e murNAc. .
La membrana esterna è un doppio strato lipidico che è covalentemente attaccato allo strato di peptidoglicano da molecole di lipoproteine. Questa membrana ha porine che formano canali attraverso la membrana esterna..
Da un punto di vista strutturale e biochimico, l'involucro cellulare di Archaea differisce notevolmente da quello degli eubatteri. La parete cellulare di Archaea ha solo il 10% di peptidoglicano. La membrana esterna tipicamente presente nei batteri Gram negativi è assente in Archaea.
In Archaea Gram negativo c'è uno strato S che circonda la membrana plasmatica. Mentre Archaea Gram positivo c'è un involucro che circonda lo strato S..
Nelle specie di entrambi i domini, Eubatteri e Archaea, lo strato S è composto da glicoproteine, che sono proteine legate da legami covalenti ai carboidrati. Queste ultime sono subunità ripetitive che possono essere lineari o ramificate, costituendo dall'1% al 20% della massa totale delle glicoproteine..
Le glicoproteine sono ricche (tra il 40% e il 50%) di residui amminoacidici idrofobici. Il suo contenuto di cisteina e metionina è basso. Hanno il 10% di lisina, acido glutammico e acido aspartico. Per questo motivo, la superficie extracellulare è molto idrofobica..
I batteri Gram-negativi a forma di bacillo si trovano in vari gruppi tassonomici. All'interno dello stesso genere possono esserci batteri Gram negativi che possono avere forme diverse.
Ad esempio: 1) sesso Chorobium, in cui si trovano i batteri sulfurei verdi, a forma di bacilli e bacchette ricurve; 2) genere Pasteurella, avere specie pleomorfe (in più forme).
Esistono gruppi eterogenei, come i batteri che scivolano e i batteri dello zolfo, i cui membri sono generalmente Gram negativi e possono avere la forma di un bacillo o altre forme..
I batteri scivolosi sono filogeneticamente molto diversi, con vari meccanismi di motilità. Sono bacilli e mancano di flagelli. I batteri dello zolfo sono un gruppo molto diversificato di microrganismi che possono essere bacchette o bacchette ricurve..
I batteri fotoautotrofi sono Gram negativi e hanno varie forme, come bacilli e cocchi. Comprendono un singolo ramo filogenetico all'interno del dominio degli eubatteri.
Esistono gruppi tassonomici i cui membri sono Gram negativi e in cui la loro unica forma è quella di un bacillo, ovvero:
Enterobatteri (ordine Enterobacteriales, famiglia Enterobacteriaceae), Pseudomonas (ordine Pseudomonadales, classe Gammaproteobacteria), Azotobacter (Classe Gammaproteobacteria) e Bacteroides (phylum Bacteroidetes, classe Bacteroidia).
I membri di Haloarchaea (Halobacteria) sono bastoncini Gram negativi. Appartengono all'ordine Halobacteriales e alla famiglia Halobacteriacea. Questa famiglia ha 19 generi e circa 57 specie. Gli Haloarchaea sono un gruppo monofiletico, cioè hanno un antenato esclusivo.
Un gruppo relativamente vicino agli Haloarchaea sono gli archeobatteri metanogeni, che possono essere Gram negativi o Gram positivi. Hanno varie forme. Si conoscono circa 160 specie diverse, appartenenti a 29 generi, 14 famiglie e sei ordini..
Generi rappresentativi: Escherichia (influenza intestinale), Enterobacter (raramente patogeno), Serratia (raramente patogeno), Salmonella (enterite), Proteus (infezione del tratto urinario), Yersinia (peste), Klebsiella (polmonite). Appartengono ai gammaproteobatteri.
Generi rappresentativi: Pseudomonas, Burkholderia, Zymomonas e Xanthomonas. Possono essere bacilli diritti o curvi. Diverse specie sono patogene per animali e piante. Per esempio, Pseudomonas auruginoso è un colonizzatore di ferite e ustioni.
Genere rappresentativo: Thiobacillus. Questo genere è il più noto dei chemolitotrofi. Le specie di Thiobacillus sono sparsi tra le suddivisioni (alfa, beta e gamma) dei proteobatteri.
Generi rappresentativi: Acetobacter Y Gluconobacter. Eseguono l'ossidazione incompleta di alcoli e zuccheri. Quando il substrato è etanolo, formano acido acetico. Sono particolarmente utili nell'industria delle bevande alcoliche.
Generi rappresentativi: Azotobacter Y Zomonas. Fissano l'azoto aerobicamente. La maggior parte appartiene agli alfa o ai gammaproteobatteri. Batteri del genere Azotobacter sono bacilli particolarmente grandi.
Generi rappresentativi: Thermotoga e Thermodesulfobacterium. Sono ipertermofili bacillari che crescono a temperature superiori a 70 ºC. Sono stati isolati da habitat terrestri, sorgenti termali e sorgenti sottomarine.
È mobile, vive in ambienti con un'alta concentrazione di sale (> 4 M). Può utilizzare la luce come fonte di energia perché contiene batteriorodopsina, una pompa protonica dipendente dalla luce. Questa pompa consente di catturare la luce e creare un gradiente elettrochimico attraverso la membrana..
L'energia del gradiente elettrochimico viene utilizzata per sintetizzare l'ATP mediante l'ATP sintasi.
È un bastoncino Gram negativo. Lo strato S mostra un'organizzazione esagonale. Le proteine dello strato S hanno punti isoelettrici bassi, indicando che sono ricche di residui di amminoacidi acidi. La percentuale di residui idrofobici è bassa.
Vive nel rumine delle pecore. Produce metano tramite la riduzione dell'anidride carbonica utilizzando HDue o formato. Non può metabolizzare acetato, metilammine o metanolo. Presenta un pH ottimale compreso tra 6,5 e 8. Ha un ruolo importante nella funzione del rumine e nella nutrizione animale..
È uno degli agenti causali della polmonite. K. pneumoniae è un patogeno opportunista che infetta il sistema respiratorio di esseri umani e animali. Non è mobile. È un bastoncino Gram negativo che produce una capsula preponderante, che lo protegge dalla fagocitosi.
È un bastoncino Gram negativo. Produce malattie come le vie urinarie e le infezioni dell'orecchio. Colonizza ferite e ustioni sulla pelle. In determinate condizioni, produce un biofilm polisaccaridico per stabilire una comunità batterica e proteggerla dal sistema immunitario.
Sono piccoli bastoncini Gram negativi e talvolta pleomorfi. Esistono diverse specie associate a malattie negli esseri umani, come H. influenzae (polmonite), H. aegyptius (congiuntivite), H. ducrey (chancroid) e H. parainfluenzae (batteriemia ed endocardite).
Sono bastoncini Gram negativi sottili e pleomorfi. Sono parassiti intracellulari. Si moltiplicano nei macrofagi alveolari. Produce polmonite e infezioni sporadiche, epidemiche e nosocomiali. Legionella pneumophila è responsabile delle epidemie.
Sono bastoncini Gram negativi anerobici facoltativi. Possono colonizzare vari animali, inclusi mammiferi, uccelli e rettili. La maggior parte delle infezioni si verificano dopo l'ingestione di cibo contaminato o per trasmissione diretta per via fecale-orale. Provoca la gastroenterite.
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