Dalam dunia mikrobiologi, identifikasi dan klasifikasi bakteri merupakan langkah fundamental untuk memahami peran mereka dalam kesehatan, lingkungan, dan industri. Salah satu metode klasifikasi yang paling tua dan paling penting adalah pewarnaan Gram. Metode ini dikembangkan oleh ilmuwan Denmark, Hans Christian Gram, pada tahun 1884. Perbedaan mendasar dalam struktur dinding sel bakteri menyebabkan mereka bereaksi secara berbeda terhadap serangkaian pewarna, menghasilkan dua kategori utama: bakteri Gram-positif dan bakteri Gram-negatif.
Istilah "bakteri Gram" merujuk pada bakteri yang dapat diklasifikasikan berdasarkan reaksi mereka terhadap prosedur pewarnaan Gram. Prosedur ini melibatkan penggunaan beberapa jenis pewarna dan larutan: pewarna primer (biasanya kristal violet), larutan pengelupasan warna (seperti alkohol atau aseton), dan pewarna pembanding (seperti safranin). Reaksi bakteri terhadap kombinasi zat inilah yang menentukan klasifikasinya.
Perbedaan fundamental antara bakteri Gram-positif dan Gram-negatif terletak pada komposisi dan struktur dinding sel mereka. Dinding sel bakteri adalah lapisan kaku yang memberikan bentuk dan melindungi sel dari tekanan osmotik.
Bakteri Gram-positif memiliki dinding sel yang tebal, terdiri dari lapisan peptidoglikan yang sangat tebal. Lapisan ini menangkap pewarna primer (kristal violet) dengan kuat. Ketika dicuci dengan alkohol, warna ungu kristal violet tidak hilang dari dinding sel yang tebal ini. Setelah pewarna pembanding (safranin) ditambahkan, sel-sel ini tetap tampak ungu atau biru tua karena warna safranin tidak dapat menggantikan warna kristal violet yang sudah terperangkap.
Contoh bakteri Gram-positif meliputi berbagai spesies Staphylococcus (penyebab infeksi kulit dan keracunan makanan), Streptococcus (penyebab radang tenggorokan dan pneumonia), dan Bacillus (beberapa di antaranya bersifat patogen seperti penyebab antraks).
Sebaliknya, bakteri Gram-negatif memiliki dinding sel yang lebih tipis, dengan lapisan peptidoglikan yang lebih sedikit. Selain itu, mereka memiliki lapisan membran luar yang mengandung lipopolisakarida (LPS). Struktur ini membuat dinding sel bakteri Gram-negatif lebih mudah ditembus oleh larutan pengelupasan warna. Ketika dicuci dengan alkohol, pewarna kristal violet akan terkelupas dari dinding sel. Akibatnya, sel-sel ini menjadi tidak berwarna sebelum pewarna pembanding (safranin) ditambahkan. Safranin kemudian akan mewarnai sel-sel ini menjadi warna merah muda atau merah.
Contoh bakteri Gram-negatif termasuk Escherichia coli (E. coli), yang bisa menjadi penyebab infeksi saluran kemih dan keracunan makanan; Salmonella, penyebab tifus dan keracunan makanan; serta Pseudomonas aeruginosa, yang sering ditemukan pada lingkungan rumah sakit dan dapat menyebabkan infeksi serius.
Klasifikasi Gram sangat penting dalam praktik klinis. Banyak antibiotik dirancang untuk menargetkan komponen spesifik dari dinding sel bakteri. Beberapa antibiotik lebih efektif terhadap dinding sel bakteri Gram-positif, sementara yang lain bekerja lebih baik terhadap bakteri Gram-negatif. Oleh karena itu, mengetahui apakah suatu infeksi disebabkan oleh bakteri Gram-positif atau Gram-negatif dapat membantu dokter memilih pengobatan antibiotik yang paling tepat dan efektif, serta meminimalkan risiko resistensi antibiotik.
Singkatnya, pewarnaan Gram adalah alat diagnostik yang kuat yang memberikan informasi struktural penting tentang bakteri, memfasilitasi identifikasi dan panduan pengobatan.