TRỰC KHUẨN GRAM ÂM: ĐẶC ĐIỂM, CẤU TẠO, CHỦNG LOẠI - SINH HỌC - 2026

Các vi khuẩn Gram âm (GNB) là vi khuẩn hình que cho vết Gram âm. Điều này là do hóa sinh của thành tế bào của nó. Thuật ngữ vi khuẩn dùng để chỉ tất cả các tế bào có đặc điểm nhân sơ và thuộc miền Vi khuẩn, còn được gọi là Vi khuẩn sinh dục.

Sinh vật nhân sơ có đặc điểm là không có nhân và các ngăn có màng bao bọc. Đặc điểm này cũng được sở hữu bởi các thành viên của miền Archaeobacteria, trong đó có cả những loài Gram âm. Thành tế bào của các thành viên của cả hai miền và các đặc điểm khác là khác nhau.

Nguồn: Ảnh của Eric Erbe, màu kỹ thuật số của Christopher Pooley, cả USDA, ARS, EMU.

Đặc điểm chung

Các đặc điểm chung của các loài là trực khuẩn Gram âm là: 1) chúng có hình que; 2) âm tính với nhuộm Gram nên chúng có màu đỏ. Loại thứ hai được tạo ra bởi cấu trúc của thành tế bào, khác với cấu trúc của vi khuẩn Gram dương.

Các trực khuẩn gram âm khác nhau rất nhiều về khả năng di chuyển (di động trùng roi; di động trượt; không di động), dinh dưỡng và sinh lý học (quang dưỡng, hóa trị, khả năng sử dụng oxy, v.v.), cùng các yếu tố khác. Do đó, việc xác định các đặc điểm chung của Vi khuẩn và Cổ khuẩn sẽ dễ dàng hơn.

Chúng dài trung bình 3 µm và rộng 1 µm. Chúng có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn. Chúng thiếu một lớp màng bao quanh DNA, và các bào quan như ti thể và lục lạp.

Chúng có thành tế bào bao quanh màng sinh chất. Chúng chỉ có một nhiễm sắc thể hình tròn và các plasmid. DNA thiếu các intron.

Một số thành viên của Eubacteria là mầm bệnh cho động vật và thực vật, trong khi các thành viên của Archaeobacteria không phải là mầm bệnh.

Vi khuẩn có thể nhạy cảm với kháng sinh (penicillin, kanamycin, streptomycin, v.v.), cố định nitơ, tạo thành viên nang, có khả năng quang hợp phụ thuộc vào chất diệp lục, không có hệ thống quang hợp với rhodopsin và không gây methanogenic. Archaeobacteria thì ngược lại.

Cấu trúc của thành tế bào Vi khuẩn Gram âm

Tất cả các vi khuẩn Gram âm, bất kể hình dạng tế bào của chúng, đều có chung đặc điểm cấu trúc của thành tế bào.

Thành tế bào của vi khuẩn Gram âm là một cấu trúc nhiều lớp, được cấu tạo bởi peptidoglycan. Chúng có một màng ngoài bao quanh peptidoglycan. Giữa màng ngoài và thành tế bào có một khoảng hẹp gọi là không gian ngoại chất.

Thành tế bào có kích thước 30 Å. Nó bao gồm peptidoglycan (murein), được tạo thành từ các phân tử N-acetylglucosamine (gluNAC) xen kẽ với các phân tử axit N-acetylmuramic (murNAc) và tạo thành chuỗi. Peptidoglycan chiếm 10% thành, phần còn lại là màng ngoài.

Các chuỗi gluNAC và murNAc được lai với các tetrapeptit, chuỗi có 4 gốc axit amin. Thường thì gốc axit amin thứ ba, trong tetrapeptit, là axit diaminopimelic. Hai tetrapeptit tạo thành liên kết cộng hóa trị với nhau và được nối trực tiếp vào chuỗi gluNAC và murNAc.

Màng ngoài là một lớp kép lipid được gắn cộng hóa trị với lớp peptidoglycan bởi các phân tử lipoprotein. Màng này có các porin tạo thành các kênh xuyên qua màng ngoài.

Cấu trúc thành tế bào của vi khuẩn Gram âm

Từ quan điểm cấu trúc và sinh hóa, vỏ tế bào của Archaea khác rất nhiều so với Eubacteria. Thành tế bào của Archaea chỉ chứa 10% peptidoglycan. Màng ngoài thường có ở vi khuẩn Gram âm không có ở Archaea.

Trong vi khuẩn Gram âm có một lớp S bao quanh màng sinh chất. Trong khi vi khuẩn Gram dương có một lớp vỏ bao quanh lớp S.

Ở các loài thuộc cả hai miền, Vi khuẩn và Archaea, lớp S bao gồm các glycoprotein, là các protein được liên kết, bằng liên kết cộng hóa trị, với carbohydrate. Loại thứ hai là các tiểu đơn vị lặp đi lặp lại có thể là tuyến tính hoặc phân nhánh, chiếm từ 1% đến 20% tổng khối lượng của glycoprotein.

Glycoprotein rất giàu (từ 40% đến 50%) trong dư lượng axit amin kỵ nước. Hàm lượng cysteine ​​và methionine của nó thấp. Chúng có 10% lysine, axit glutamic và axit aspartic. Do đó, bề mặt ngoại bào rất kỵ nước.

Các loại vi khuẩn Gram âm thanh

Vi khuẩn Gram âm hình Bacillus được tìm thấy trong các nhóm phân loại khác nhau. Trong cùng một chi có thể có các vi khuẩn Gram âm có hình dạng khác nhau.

Ví dụ: 1) chi Chorobium, trong đó vi khuẩn lưu huỳnh màu xanh lục được tìm thấy, có hình dạng giống trực khuẩn và hình que cong; 2) chi Pasteurella, có các loài đa hình (nhiều dạng).

Có những nhóm không đồng nhất, chẳng hạn như "vi khuẩn lượn" và vi khuẩn lưu huỳnh, mà các thành viên của chúng nói chung là Gram âm, và có thể có hình dạng của trực khuẩn hoặc các dạng khác.

Vi khuẩn da trơn rất đa dạng về mặt phát sinh loài, với nhiều cơ chế vận động khác nhau. Chúng là trực khuẩn và thiếu trùng roi. Vi khuẩn lưu huỳnh là một nhóm vi sinh vật rất đa dạng, có thể là dạng que hoặc que cong.

Vi khuẩn quang dưỡng là vi khuẩn Gram âm và có nhiều dạng khác nhau, chẳng hạn như trực khuẩn và cầu khuẩn. Chúng bao gồm một nhánh phát sinh loài duy nhất trong miền Eubacteria.

Có những nhóm phân loại có thành viên là Gram âm và trong đó dạng duy nhất của chúng là trực khuẩn, cụ thể là:

Enterobacteria (bậc Enterobacteria, họ Enterobacteriaceae), Pseudomonas (bậc Pseudomonadales, lớp Gammaproteobacteria), Azotobacter (lớp Gammaproteobacteria), và Bacteroides (phylum Bacteroidetes, lớp Bacteroidia).

Các loại vi khuẩn Arcaheobacteria là vi khuẩn Gram âm thanh

Các thành viên của Haloarchaea (Vi khuẩn Halo) là các que Gram âm. Chúng thuộc bộ Halobacteria và họ Halobacteriacea. Họ này có 19 chi và khoảng 57 loài. Haloarchaea là một nhóm đơn ngành, tức là chúng có một tổ tiên độc quyền.

Một nhóm tương đối gần với loài Haloarchaea là vi khuẩn khảo cổ methanogenic, có thể là vi khuẩn Gram âm hoặc Gram dương. Chúng có hình dạng đa dạng. Khoảng 160 loài khác nhau đã được biết đến, thuộc 29 chi, 14 họ và sáu bộ.

Ví dụ về que Gram âm trong vi khuẩn Eubacteria

Nhóm vi khuẩn đường ruột

Các chi đại diện: Escherichia (viêm dạ dày ruột), Enterobacter (hiếm khi gây bệnh), Serratia (hiếm khi gây bệnh), Salmonella (viêm ruột), Proteus (nhiễm trùng đường tiết niệu), Yersinia (dịch hạch), Klebsiella (viêm phổi). Chúng thuộc về vi khuẩn gammaproteobacteria.

Nhóm Pseudomonas

Các chi đại diện: Pseudomonas, Burkholderia, Zymomonas và Xanthomonas. Chúng có thể là trực khuẩn thẳng hoặc cong. Một số loài gây bệnh cho động vật và thực vật. Ví dụ, Pseudomonas auruginosa là thuốc diệt khuẩn vết thương và vết bỏng.

Nhóm vi khuẩn oxy hóa lưu huỳnh

Chi đại diện: Thiobacillus. Chi này được biết đến nhiều nhất trong số các sinh vật hóa trị. Các loài thiobacillus nằm rải rác trong các phân khu (alpha, beta và gamma) của vi khuẩn proteobacteria.

Nhóm vi khuẩn axit axetic

Các chi đại diện: Acetobacter và Gluconobacter. Chúng thực hiện quá trình oxy hóa không hoàn toàn rượu và đường. Khi cơ chất là etanol, chúng tạo thành axit axetic. Chúng đặc biệt hữu ích trong ngành công nghiệp đồ uống có cồn.

Nhóm vi khuẩn cố định đạm

Các chi đại diện: Azotobacter và Zomonas. Chúng cố định nitơ một cách hiếu khí. Hầu hết thuộc về vi khuẩn alpha hoặc gammaproteobacteria. Vi khuẩn thuộc chi Azotobacter là loại trực khuẩn đặc biệt lớn.

Nhóm vi khuẩn ưa nhiệt

Các chi đại diện: Thermotoga và Thermodesulfobacterium. Chúng là những trực khuẩn ưa nhiệt phát triển ở nhiệt độ trên 70ºC. Chúng đã bị cô lập khỏi môi trường sống trên cạn, suối nước nóng và các nguồn dưới nước.

Ví dụ về thanh Gram âm trong Archaea

Halobacterium salinarum

Nó di động, sống trong môi trường có nồng độ muối cao (> 4 M). Nó có thể sử dụng ánh sáng như một nguồn năng lượng vì nó có vi khuẩn bacteriorhodopsin, một máy bơm proton phụ thuộc vào ánh sáng. Máy bơm này cho phép bắt ánh sáng và tạo ra một gradient điện hóa xuyên qua màng.

Năng lượng của gradien điện hóa được sử dụng để tổng hợp ATP nhờ ATP synthase.

Metanomicrobium làm phim

Nó là một thanh Gram âm. Lớp S cho thấy một tổ chức lục giác. Các protein lớp S có điểm đẳng điện thấp, cho thấy chúng rất giàu axit amin có tính axit. Tỷ lệ cặn kỵ nước thấp.

Nó sống trong dạ cỏ của cừu. Tạo ra mêtan thông qua quá trình khử carbon dioxide bằng cách sử dụng H ₂ hoặc formate. Nó không thể chuyển hóa axetat, metylamin hoặc metanol. Nó thể hiện độ pH tối ưu trong khoảng từ 6,5 đến 8. Nó có một vai trò quan trọng trong chức năng dạ cỏ và dinh dưỡng động vật.

Que gram âm gây bệnh

Klebsiella pneumoniae

Nó là một trong những tác nhân gây bệnh viêm phổi. K. pneumoniae là một mầm bệnh cơ hội lây nhiễm vào hệ hô hấp của người và động vật. Nó không phải là điện thoại di động. Nó là một que Gram âm tạo ra một viên nang ưu việt, bảo vệ nó chống lại quá trình thực bào.

Pseudomonas aeruginosa

Nó là một thanh Gram âm. Nó tạo ra các bệnh như nhiễm trùng đường tiết niệu và tai. Nó làm nhiễm trùng vết thương và vết bỏng trên da. Trong những điều kiện nhất định, nó tạo ra một màng sinh học polysaccharide để thiết lập một cộng đồng vi khuẩn và bảo vệ nó khỏi hệ thống miễn dịch.

Haemophilus

Chúng là những thanh Gram âm nhỏ và đôi khi đa hình. Có một số loài liên quan đến bệnh ở người, chẳng hạn như H. influenzae (viêm phổi), H. aegyptius (viêm kết mạc), H. ducrey (săng), và H. parainfluenzae (nhiễm khuẩn huyết và viêm nội tâm mạc).

Legionella

Chúng là những thanh Gram âm mỏng, đa hình. Chúng là những loài ký sinh nội bào. Chúng nhân lên trong các đại thực bào phế nang. Nó gây ra viêm phổi và các bệnh nhiễm trùng lẻ tẻ, thành dịch và bệnh viện. Legionella pneumophila là nguyên nhân gây ra dịch bệnh.

Salmonella

Chúng là những thanh Gram âm không kỵ khí dễ dàng. Chúng có thể xâm chiếm nhiều loài động vật khác nhau, bao gồm động vật có vú, chim và bò sát. Hầu hết các bệnh nhiễm trùng xảy ra sau khi ăn phải thực phẩm bị ô nhiễm, hoặc do lây truyền trực tiếp qua đường phân-miệng. Gây viêm dạ dày ruột.

Người giới thiệu

1. Alcamo, E. 1996. Vi sinh vật học. Wiley, New York.
2. Barton, LL 2005. Mối quan hệ cấu trúc và chức năng ở sinh vật nhân sơ. Springer, New York.
3. Bauman, BW 2012. Vi sinh với các bệnh theo hệ thống cơ thể. Pearson, Boston.
4. Black, JG 2008. Vi sinh: nguyên lý và thăm dò. Wiley, New York.
5. Garrett, RA, Klenk, HP 2007. Archaea. Blackwell, Luân Đôn.
6. Hogg, S. 2005. Vi sinh vật học cần thiết. Wiley, Chichester.
7. Kates, M., Kushner, DJ, Matheson, AT 1993. Hóa sinh của vi khuẩn cổ (Archaeobacteria). Elsevier, Amsterdam.
8. Madigan, MT, Martinko, JM, Parker, J. 2004. Brock: sinh học của vi sinh vật. Pearson, Madrid.
9. Murray, PR, Rosenthal, KS, Pfaüer, MA 2006. Vi sinh y tế. Elsevier, Madrid.