Dalam dunia mikrobiologi, pemahaman mengenai bakteri adalah hal mendasar. Salah satu klasifikasi utama yang sering digunakan untuk mengelompokkan bakteri adalah berdasarkan responsnya terhadap pewarnaan Gram. Teknik pewarnaan Gram, yang dikembangkan oleh Hans Christian Gram pada tahun 1884, membagi bakteri menjadi dua kelompok besar: bakteri Gram positif dan bakteri Gram negatif. Perbedaan mendasar antara kedua kelompok ini terletak pada struktur dinding sel mereka, yang memengaruhi cara mereka menyerap dan mempertahankan zat warna selama proses pewarnaan.
Bakteri Gram positif dicirikan oleh dinding sel mereka yang tebal, terdiri dari lapisan peptidoglikan yang sangat banyak. Lapisan peptidoglikan ini lebih tebal dibandingkan dengan bakteri Gram negatif. Ketika bakteri ini dikenai prosedur pewarnaan Gram, lapisan peptidoglikan yang tebal tersebut mampu menahan kompleks zat warna (kristal violet-iodin) bahkan setelah dicuci dengan pelarut organik seperti alkohol. Akibatnya, bakteri Gram positif akan tampak berwarna ungu di bawah mikroskop.
Struktur dinding sel bakteri Gram positif yang sederhana, dengan lapisan peptidoglikan yang dominan dan sedikit lipid, membuatnya lebih rentan terhadap beberapa jenis antibiotik, seperti penisilin. Antibiotik ini bekerja dengan mengganggu sintesis peptidoglikan, sehingga melemahkan dinding sel dan menyebabkan bakteri lisis (pecah). Contoh bakteri Gram positif meliputi Staphylococcus, Streptococcus, dan Bacillus.
Sebaliknya, bakteri Gram negatif memiliki dinding sel yang lebih kompleks dan tipis. Struktur dinding sel mereka terdiri dari lapisan peptidoglikan yang jauh lebih tipis, yang diapit di antara membran sitoplasma di bagian dalam dan membran luar. Membran luar ini mengandung lipopolisakarida (LPS), yang merupakan komponen penting yang berkontribusi pada patogenisitas bakteri Gram negatif dan dapat memicu respons imun yang kuat pada inang.
Karena lapisan peptidoglikan yang tipis dan keberadaan membran luar, bakteri Gram negatif tidak mampu menahan kompleks zat warna setelah dicuci dengan alkohol. Alkohol akan melarutkan lipid pada membran luar dan memfasilitasi pelepasan zat warna kristal violet. Oleh karena itu, bakteri Gram negatif perlu diwarnai ulang dengan zat warna pembeda (seperti safranin) untuk dapat terlihat di bawah mikroskop, dan mereka akan tampak berwarna merah muda atau merah.
Dinding sel bakteri Gram negatif yang lebih kompleks, terutama keberadaan membran luar, memberikan perlindungan tambahan terhadap beberapa antibiotik. Akibatnya, jenis antibiotik yang efektif melawan bakteri Gram positif mungkin tidak efektif melawan bakteri Gram negatif, dan sebaliknya. Contoh bakteri Gram negatif yang umum ditemui adalah Escherichia coli (E. coli), Salmonella, dan Pseudomonas aeruginosa.
Perbedaan antara bakteri Gram positif dan negatif sangat penting dalam bidang medis. Penentuan jenis bakteri (Gram positif atau negatif) melalui pewarnaan Gram adalah langkah awal yang krusial dalam diagnosis infeksi bakteri. Informasi ini membantu dokter dalam memilih antibiotik yang paling tepat untuk mengobati infeksi, karena efektivitas antibiotik sangat bergantung pada struktur dinding sel bakteri.
Selain struktur dinding sel, beberapa perbedaan lain juga seringkali diamati:
Memahami perbedaan antara bakteri Gram positif dan negatif tidak hanya memperkaya pengetahuan kita tentang keragaman mikroorganisme, tetapi juga merupakan alat diagnostik yang tak ternilai dalam penanganan infeksi bakteri secara efektif dan aman.