חיידקים גראם-שליליים
מבנה חיידקים גראם-שליליים

חיידקים גראם-שליליים מפגינים במבנה התא שלהם את המאפיינים הבאים:
קרום התא (קרום פנימי) - קרום דו-שכבתי ציטופלזמי סימטרי העוטף את החיידק ואברוניו. קרום התא מכיל חלבונים רבים ולו תפקיד במטבוליזם ובהפקת אנרגיה (יצור ATP) בחיידקים.
דופן פפטידוגליקנית דקה - דופן בעובי של 2-3 ננומטר המהווה רק 5-10% ממשקל דופן חיידקים גראם-שליליים (לעומת כ-95% ממשקל דופן חיידקים גראם-חיוביים). בשונה מחיידקים גראם-חיוביים, בדופן הגראם-שליליים אין נוכחות של חומצה טיכואית וליפוטיכואית.
קרום חיצוני - קרום זה עוטף את שכבת הדופן הפפטידוגליקנית הדקה ומכיל בתוכו את הליפופוליסכרידים מסוג LPS ו-LOS המהווים אנדוטוקסינים ומשרנים של תגובה חיסונית חזקה בבעלי חיים. בנוסף לכך ממוקמים על גבי הקרום החיצוני חלבוני תעלה מסוג פורינים המאפשרים דיפוזיה של מולקולות הידרופיליות במשקל פחות מ-700 דלטון. הקרום החיצוני דו-שכבתי א-סימטרי, בשונה מקרום התא. כלומר, בחלקו הפנימי ניתן למצוא שכבה של פוספוליפידים, בדומה לקרום התא, אולם בחלקו החיצוני קבועות מולקולות אמפיפיליות מסוג LPS ו-LOS. הקרום החיצוני מחובר אל קרום התא בנקודות הדבקות (Adhesion sites) ומעוגן לפפטידוגליקן על ידי ליפופרוטאינים ייעודיים (לדוגמה Braun's lipoprotein). הליפופרואין הייעודי נעזר בקשרים קוולנטיים על מנת לבצע את פעולת העיגון המוזכרת. שלמות הקרום החיצוני תלויה בראש ובראשונה בקשרים ההידרופוביים שנוצרים בתיווך יוני מגנזיום וסידן בין קבוצות הזרחה, על גבי מולקולות ה-LPS, לבין חלבונים אחרים הקבועים בקרום החיצוני.
פריפלזמה (Periplasm) - בשטח ה"כלוא" בין קרום התא לקרום החיצוני (שטח זה קרוי חלל פריפלזמי) נמצא חומר המזכיר בהרכבו ג'ל. חומר זה מכיל תערובת של אנזימים ליטיים (פרוטאזות, פוספטאזות, ליפאזות, נוקלאזות וכיוצ"ב) הנחוצים לחיידקים על מנת לבצע מטבוליזם למקרומולקולות. בחיידקים פתוגניים מאוחסן חלק גדול מהאנזימים הליטיים והטוקסינים בחלל הפריפלזמי (קולגנאזות, פרוטאזות, בטא לקטמאזות ועוד). בנוסף לכך מכיל החלל הפרפלזמי מערכת אנזימים שתפקידה לבצע קליטה ושינוע של מטבוליטים חיוניים, דוגמת סוכרים. תפקידו הנוסף הוא לשמור על לחץ אוסמוטי תקין בחיידקים.
גם בחיידקים גראם-חיוביים ניתן למצוא את החלל הפריפלזמי, אולם בשונה מחיידקים גראם-שליליים הוא קטן הרבה יותר.
גליקוקליקס (קפסולה ו-Slime layer) - מעטפת רירית, המורכבת, על פי רוב, מפוליסכרידים וחלבונים מעטים, הממוקמת בחלק מהחיידקים הגראם-שליליים והגראם-חיוביים מחוץ לקרום החיצוני ולדופן הפפטידוגליקנית, בהתאמה. לא כל החיידקים מייצרים את שכבת הגליקוקליקס, אולם נוכחותה תורמת רבות לשרידותם ושגשוגם של החיידקים ומהווה בהם גורם אלימות מרכזי בשל מספר סיבות:
מהווה אימונוגן חלש מאוד כלפי מערכת החיסון של המאכסן, דבר הגורם למעין "מיסוך" נוכחות החיידק במאכסן.
מהווה מחסום פיזי בפני חדירת מולקולות טוקסיות והידרופוביות, דוגמת דטרגנטים שונים ואנטיביוטיקות.
שומרת על החיידק מפני התייבשות והדבקה בקטריופאג'ית.
מעודדת היצמדות בין החיידקים לבין עצמם ובין החיידקים לרקמת תאים, דבר המאפשר יצירת ביופילמים.
שוטונים - מבנים חלבוניים (מורכבים מחלבון הקרוי Flagellin) המקנים לחיידקים יכולת תנועה. את השוטונים ניתן לראותם בחיידקים גראם-שליליים וגראם-חיוביים. בחיידקים גראם-שליליים מקובעים השוטונים באמצעות 4 גופים בזאליים טבעתיים אל הקרום החיצוני ואל קרום התא (להבדיל מחיידקים גראם-חיוביים בהם מקובעים השוטונים ישירות אל קרום התא באמצעות 2 גופים בזאליים טבעתיים). לא לכל החיידקים בטבע קיימים שוטונים, לכן חיידקים אלה יהיו משוללי יכולת תנועה עצמית. תנועת השוטון היא סיבובית עם, או נגד כיוון השעון ותלויה במפל ריכוז יוני המימן בחלל הפרפלזמי (256 יוני מימן דרושים לסיבוב אחד של השוטון).
פילי ופימבריה - ריסונים חלבוניים זעירים (מורכבים מחלבון Pilin וחלבוני פימבריה, בהתאמה) המקנים לחיידקים יכולת הצמדות, תנועת גלישה-החלקה מסוימת וכן קוניוגציה. באמצעות Type IV pili ופימבריה נצמדים החיידקים אחד לשני ולרקמת תאים (Type IV pili גם מקנים לחיידקים יכולת תנועה מסוימת) ובאמצעות Sex pili מתבצעת הקוניוגציה.
היעדר יכולת התנבגות - למעט בודדים, דוגמת Coxiella burnetti הגורם לקדחת Q.