DOMANDA di Valentina
Cosa sono i Gram positivi ed i Gram negativi e come si distinguono?
I batteri, denominati procarioti, sono organismi unicellulari caratterizzati da una struttura molto semplice, connotata dalle piccole dimensioni e dall’assenza di compartimenti cellulari separati da membrane, quindi, a differenza delle cellule eucariotiche, priva di complicate strutture. Giusto per capirci: le cellule eucariotiche sono come una casa classica in cui ogni stanza ha pareti e porte, mentre i batteri procarioti sono come un loft newyorkese, le stanze si riconoscono dalla mobilia ma non sono separate dal resto.
Il citoplasma, ovvero il liquido contenuto in una cellula, con tutto ciò che contiene (mesosomi, nucleoide, ribosomi che rappresentano le “stanze” in cui la cellula fabbrica quello che gli serve, dna e proteine) è racchiuso in un contenitore rigido, formato dalla parete cellulare; a volte sulla sua superficie si trova uno strato di materiale di natura zuccherina o polisaccaridica denominato capsula. La parete cellulare è l’interfaccia tra la cellula e l’ambiente; è compresa tra la capsula e la membrana plasmatica; conferisce forma alla cellula ed esplica un’azione di protezione nei confronti di avverse condizioni ambientali.
Dal punto di vista strutturale, la parete conferisce una specificità antigenica (=abilità dell’antigene di combinarsi specificamente con anticorpi e recettori), in parole povere a seconda della struttura della sua parete la cellula può combinarsi solo con certi altri tipi di cellule che sulla loro parete hanno un certo recettore che si adatta perfettamente all’antigene (per la serie: le cellule giocano a tetris). Questa proprietà è tipica per alcuni batteri e costituisce il principio per l’ attacco di sostanze antibiotiche ed è sfruttata per la colorazione di Gram, che permette così di differenziare i batteri in due gruppi:
- i Gram-positivi, di colore blu violetto;
- i Gram-negativi, di colore rosa–rosso (oppure grigi).
Prima di illustrare come funziona la colorazione di Gram è bene capire innanzitutto le differenze che si riscontrano nei due gruppi di batteri a livello strutturale.
Osservando a microscopio un Gram-positivo, si vede la membrana citoplasmatica, circondata all’esterno da uno spesso strato di peptidoglicano, un polimero che rende la parete cellulare rigida, un po’ come il cemento per le facciate delle case; questo polimero rappresenta il 90% della parete cellulare dei batteri Gram positivi e ad esso si legano tutta una serie di amminoacidi che rendono la parete polare. Nei Gram-negativi lo strato di peptidoglicano rappresenta solo il 5-20% della parete cellulare e ad essa si legano prevalentemente molecole lipidiche.
Schema della disposizione delle varie unità monomeriche nel polimero peptidoglicanico.
Proprio grazie alla sua polarità, la parete cellulare dei Gram-positivi è in grado di legare grandi quantità di cationi e ciò consente a questi batteri di tollerare nell’ambiente concentrazioni saline molto più elevate di quelle tollerate dai batteri Gram-negativi.
La colorazione di Gram consiste nel mettere a mollo i batteri in una sostanza, detta cristalvioletto, che è capace di legare gli amminoacidi presenti solo sulla parete dei Gram-positivi che così si coloreranno di violetto, appunto.
Poi, dopo l’immersione nel cristalvioletto, i batteri si lavano con l’etanolo che fissa il colorante per i Gram positivi e scioglie i lipidi della membrana dei Gram negativi, che così sembreranno grigi o tendenti al rosa. Ecco allora per ricordare: i batteri positivi si vestono di viola e quelli negativi di grigio. E poi cisono gli indecisi che vestono di rosa. Io mi vesto di verde, e tu?!?!
Risultati della colorazione Gram:
Cellule Gram positive sono VIOLA
– Staphylococcus aureus
Cellule Gram negative sono GRIGIE o tendenti al ROSA
– Escherichia coli
Cellule Gram variabili sono miste VIOLA e ROSA
– Bacillus subtilis
Cellule che non reagiscono al Gram sono senza colore
– Mycobacterium tuberculosis*
* Gli acidi micolici legati covalentemente al peptidoglicano rendono i micobatteri difficili da colorare con la colorazione di gram e vengono colorati utilizzando la Colorazione di Ziehl-Neelson (vedi Colorazione di Ziehl Neelsen).