Classificazione batterica secondo Gram

Classificazione batterica secondo Gram

La parete cellulare è molto importante per le cellule procariotiche, in particolare per i batteri. Il citoplasma batterico è costituito da un’elevata concentrazione di soluti che crea un’elevata pressione. Per evitare che questi contenuti vengano rilasciati all’esterno della cellula, per lisi cellulare è fondamentale che sia presente una struttura esterna che abbia delle caratteristiche da permetterne il contenimento ed evitare la lisi cellulare. Che sia da sostegno alla cellula, che dia una forma alla cellula oltre alla necessità di impedirne la lisi.

L’importanza della presenza della parete cellulare deriva dagli esperimenti di Gram, che aveva messo a punto un esperimento, alla fine dell’800, che attraverso una colorazione differenziale bicromatica aveva compreso che i batteri potevano essere divisi in due grandi gruppi:

• Gram negativi
• Gram positivi

Esperimenti di Gram

Sottoponeva delle cellule batteriche provenienti da un campione biologico e fissate su un vetrino a due colorazioni successive:

1. Il primo colore è il cristalvioletto.
2. Poi le cellule venivano decolorate.
3. Altro colorante è il rosso safranina.

Si accorse che alcune cellule assorbivano il primo colorante ed erano di colore viola; altre invece assorbivano il secondo colorante e si coloravano di rosso, perdendo il primo. Fu un’osservazione empirica (sperimentale) di Cristian Gram, fondamentale a dare il via a una serie di studi che hanno avuto lo scopo di caratterizzare a che cosa fosse dovuta questa diversa colorazione delle cellule.

Peptidoglicano

Il principale costituente della parete cellulare sia per i batteri Gram negativi che per quelli Gram positivi è il peptidoglicano, che è quella struttura che è in grado di fornire alla cellula: sostegno, forma e rigidità al batterio. Il peptidoglicano è maggiormente rappresentato nei gram positivi perché rappresenta il 90% della parete cellulare, meno dei Gram negativi che hanno una struttura diversa.

La struttura del peptidoglicano è comunque la stessa in entrambi i casi:

• Sono dei fasci paralleli di ammino zuccheri legati tra di loro da legami Beta 1-4 glicosidici, i fasci paralleli che circondano tutto il perimetro cellulare sono stabilizzati tra di loro a formare delle maglie, per creare un reticolo solido e stabile attraverso dei ponti peptidici che vengono formati da legami crociati attraverso enzimi specifici che sono transpeptidasi, chiamati anche enzimi del cross linking.

Membrana esterna nei Gram negativi

Oltre al peptidoglicano nei gram negativi è presente un ulteriore struttura esterna, chiamata membrana esterna. È una membrana che a differenza delle membrane citoplasmatiche, i due componenti lipidici del b-layer fosfolipidico sono diversi tra di loro, in particolare quello esterno che è costituito da un componente importante chiamato lipopolisaccaride.

Osservazioni di Gram

Avendo compreso le differenze delle due pareti cellulari possiamo spiegare le osservazioni di Gram:

• Nel caso dei batteri Gram positivi il primo colorante entrato nello spesso strato del peptidoglicano, formava dei complessi molto stabili con il peptidoglicano. L’aggiunta di alcol per decolorare disidratava i pori e non permetteva al colorante di solubilizzarsi ed uscire dalla parete cellulare. La cellula risultava satura di colore e non permetteva al secondo colorante di essere assorbito, e quindi colorata.
• Nei batteri Gram negativi la membrana favorisce l’entrata...