4.4C: Envoltura Gram-positiva de Celda

Las bacterias grampositivas tienen envolturas celulares hechas de una gruesa capa de peptidoglicanos.

Objetivos de aprendizaje

• Comparar y contrastar una tinción grampositiva y negativa

Puntos Clave

• Las bacterias Gram-positivas se tiñen violeta por tinción de Gram debido a la presencia de peptidoglicano en su pared celular.
• Los peptidoglicanos se unen a monómeros de ácido lipoteicoico cargados negativamente importantes para la dirección y adherencia celular.
• Los ácidos lipoteicoicos están unidos covalentemente a lípidos dentro de la membrana citoplásmica, conectando así los peptidoglicanos con el citoplasma celular.

Términos Clave

• Tinción de Gram: Un método para diferenciar especies bacterianas en dos grandes grupos (Gram-positivos y Gram-negativos).

Las bacterias Gram-positivas se tiñen de azul oscuro o violeta mediante tinción de Gram. Si bien la tinción de Gram es una valiosa herramienta de diagnóstico tanto en entornos clínicos como de investigación, no todas las bacterias pueden clasificarse definitivamente por esta técnica, formando así grupos Gram-variables y Gram-indeterminados también.

Figura: Bacterias Gram-positivas: Estas bacterias se tiñen de violeta por tinción Gram.

Se basa en las propiedades químicas y físicas de sus paredes celulares. Principalmente, detecta peptidoglicano, el cual está presente en una capa gruesa en bacterias Gram-positivas. Un Gram-positivo da como resultado un color morado/azul mientras que un Gram-negativo da como resultado un color rosa/rojo. La tinción de Gram es casi siempre el primer paso en la identificación de un organismo bacteriano, y es la tinción por defecto que realizan los laboratorios sobre una muestra cuando no se refiere ningún cultivo específico.

En bacterias Gram-positivas, la pared celular es gruesa (15-80 nanómetros), y consta de varias capas de peptidoglicano. Carecen de la envoltura de membrana externa que se encuentra en bacterias Gram-negativas. Corriendo perpendicular a las láminas de peptidoglicano se encuentra un grupo de moléculas llamadas ácidos teicoicos, que son únicas de la pared celular Gram-positiva. Los ácidos teicoicos son polímeros lineales de poliglicerol o poliribitol sustituidos con fosfatos y algunos aminoácidos y azúcares.

Los polímeros de ácido teicoico se anclan ocasionalmente a la membrana plasmática (llamado ácido lipoteicoico, LTA), y aparentemente se dirigen hacia afuera en ángulo recto a las capas de peptidoglicano. Los ácidos teicoicos dan a la pared celular Gram-positiva una carga negativa global debido a la presencia de enlaces fosfodiéster entre los monómeros de ácido teicoico. Las funciones del ácido teicoico no son completamente conocidas pero se cree que sirve como agente quelante y medio de adherencia para las bacterias. Estos son esenciales para la viabilidad de las bacterias Gram-positivas en el medio ambiente y proporcionan protección química y física.

Una idea es que proporcionan un canal de cargas negativas de orientación regular para enhebrar sustancias cargadas positivamente a través de la complicada red de peptidoglicanos. Otra teoría es que los ácidos teicoicos están involucrados de alguna manera en la regulación y ensamblaje de subunidades de ácido murámico en el exterior de la membrana plasmática.

Hay casos, particularmente en los estreptococos, en los que los ácidos teicoicos han sido implicados en la adherencia de las bacterias a las superficies tisulares y se cree que contribuyen a la patogenicidad de las bacterias Gram-positivas.