Căn cứ vào đâu người ta chia vi khuẩn ra thành 2 loại gram dương và gram âm?

Sự phân chia vi khuẩn thành hai nhóm lớn: Gram dương và Gram âm, không phải là một sự phân loại tùy tiện hay dựa trên đặc điểm hình thái đơn thuần. Nó là kết quả của một quá trình nghiên cứu sâu sắc về cấu trúc tế bào vi khuẩn và phản ứng của chúng với phương pháp nhuộm Gram – một kỹ thuật nhuộm phân biệt quan trọng trong vi sinh vật học. Chìa khóa nằm ở sự khác biệt về cấu trúc và thành phần hóa học của thành tế bào, cụ thể là lớp peptidoglycan.

Thành tế bào, lớp vỏ cứng bao quanh màng tế bào chất, đóng vai trò then chốt trong việc duy trì hình dạng và bảo vệ vi khuẩn khỏi các tác nhân bên ngoài. Ở vi khuẩn Gram dương, lớp peptidoglycan dày đặc, chiếm một tỷ lệ đáng kể (có thể lên tới 90%) trong thành tế bào. Lớp peptidoglycan này được cấu tạo từ các chuỗi dài polysaccarit liên kết chéo với nhau bằng các peptide ngắn, tạo thành một mạng lưới vững chắc và dày. Cấu trúc này giống như một bức tường thành kiên cố, giữ chặt thuốc nhuộm crystal violet trong quá trình nhuộm Gram, dẫn đến vi khuẩn giữ màu tím sau khi được rửa sạch bằng cồn.

Ngược lại, vi khuẩn Gram âm có lớp peptidoglycan mỏng hơn nhiều (chỉ chiếm khoảng 10% thành tế bào), nằm giữa hai lớp màng: màng tế bào chất và màng ngoài. Màng ngoài này là một cấu trúc đặc trưng của vi khuẩn Gram âm, chứa lipopolysaccharide (LPS) – một phân tử độc lực quan trọng. Cấu trúc thành tế bào này của Gram âm làm cho lớp peptidoglycan mỏng hơn không đủ khả năng giữ lại thuốc nhuộm crystal violet khi được rửa sạch bằng cồn. Sau khi khử màu, vi khuẩn Gram âm sẽ được nhuộm lại bằng thuốc nhuộm đối quang (safranin), cho màu đỏ hoặc hồng.

Vì vậy, kết quả của phương pháp nhuộm Gram – màu tím cho Gram dương và màu đỏ cho Gram âm – chính là phản ánh trực tiếp sự khác biệt đáng kể trong cấu trúc và thành phần của lớp peptidoglycan trong thành tế bào vi khuẩn. Sự khác biệt này không chỉ có ý nghĩa về mặt phân loại học mà còn có tầm quan trọng to lớn trong y học và công nghệ sinh học, vì nó ảnh hưởng đến độ nhạy cảm của vi khuẩn đối với kháng sinh và các tác nhân diệt khuẩn khác. Hiểu rõ cấu trúc thành tế bào và cơ chế nhuộm Gram là bước đầu tiên để hiểu sâu hơn về sự đa dạng và tính chất của thế giới vi khuẩn.