Cellehinde
Den gram-positive cellevægRediger
Den grampositive cellevæg er karakteriseret ved tilstedeværelsen af et meget tykt peptidoglykanlag, som er ansvarlig for tilbageholdelsen af de krystalviolette farvestoffer under Gram-farvningsproceduren. Det findes udelukkende i organismer, der tilhører Actinobacteria (eller gram-positive organismer med høj %G+C) og Firmicutes (eller gram-positive organismer med lav %G+C). Bakterier i Deinococcus-Thermus-gruppen kan også udvise grampositiv farvning, men indeholder nogle cellevægstrukturer, der er typiske for gramnegative organismer. Indlejret i den grampositive cellevæg er polyalkoholer kaldet teichoiske syrer, hvoraf nogle er knyttet til lipider og danner lipoteichoiske syrer. Da lipoteichoiske syrer er kovalent knyttet til lipider i cytoplasmamembranen, er de ansvarlige for at binde peptidoglykanet til cytoplasmamembranen. Teichoinsyrer giver den grampositive cellevæg en generel negativ ladning på grund af tilstedeværelsen af fosfodiesterbindinger mellem teichoinsyre-monomerer.
Uden for cellevæggen har mange grampositive bakterier et S-lag af “flisebelagte” proteiner. S-laget hjælper til vedhæftning og biofilmdannelse. Uden for S-laget er der ofte en kapsel af polysaccharider. Kapslen hjælper bakterien med at undvige værtens fagocytose. I laboratoriekultur går S-laget og kapslen ofte tabt ved reduktiv evolution (tab af en egenskab i mangel af positiv selektion).
Den gramnegative cellevægRediger
Den gramnegative cellevæg indeholder et tyndere peptidoglykanlag ved siden af cytoplasmamembranen end den grampositive væg, hvilket er ansvarlig for cellevæggenes manglende evne til at fastholde krystalvioletfarven ved affarvning med ethanol under gramfarvning. Ud over peptidoglykanlaget indeholder den gramnegative cellevæg også en ekstra ydre membran bestående af phospholipider og lipopolysaccharider, som vender ud mod det ydre miljø. Lipopolysaccharidernes højt ladede natur giver den gramnegative cellevæg en samlet negativ ladning. Den kemiske struktur af lipopolysacchariderne i den ydre membran er ofte unik for specifikke bakteriestammer (dvs. underarter) og er ansvarlig for mange af disse stammers antigeniske egenskaber.
Som et fosfolipid-dobbeltlag er lipiddelen af den ydre membran stort set uigennemtrængelig for alle ladede molekyler. Der findes dog kanaler, kaldet poriner, i den ydre membran, som muliggør passiv transport af mange ioner, sukkerstoffer og aminosyrer gennem den ydre membran. Disse molekyler findes derfor i periplasmaet, der er området mellem plasmamembranen og den ydre membran. Periplasmaet indeholder peptidoglykanlaget og mange proteiner, der er ansvarlige for substratbinding eller hydrolyse og modtagelse af ekstracellulære signaler. Man mener, at periplasmaet eksisterer som en gel-lignende tilstand snarere end som en væske på grund af den høje koncentration af proteiner og peptidoglykan, der findes i det. På grund af dens placering mellem den cytoplasmatiske og ydre membran er signaler, der modtages, og substrater, der bindes, tilgængelige for at blive transporteret over den cytoplasmatiske membran ved hjælp af transport- og signalproteiner, der er indlejret der.
I naturen har mange ukultiverede gramnegative bakterier også et S-lag og en kapsel. Disse strukturer går ofte tabt under laboratoriedyrkning.
Mycobakterier (syrefaste bakterier)Rediger
Mycobakterierne har en cellehinde, som ikke er typisk for grampositive eller gramnegative bakterier. Den mykobakterielle cellehinde består ikke af den ydre membran, der er karakteristisk for gram-negative, men har en betydelig peptidoglykan-arabinogalactan-mykolsyre-vægstruktur, der udgør en ydre permeabilitetsbarriere. Man mener derfor, at der findes et særskilt “pseudoperiplasma” mellem den cytoplasmiske membran og denne ydre barriere. Man er ikke helt klar over arten af dette rum. Syrefaste bakterier er ligesom mykobakterier resistente over for affarvning med syrer under farvningsprocedurer. Mycobakteriernes høje indhold af mycolsyre er ansvarlig for farvningsmønsteret med dårlig absorption efterfulgt af høj retention. Den mest almindelige farveteknik, der anvendes til at identificere syrefaste bakterier, er Ziehl-Neelsen farvning eller syrefaste farvning, hvor de syrefaste baciller farves hillerødt og skiller sig tydeligt ud mod en blå baggrund.
Bakterier uden cellevægRediger
De obligatoriske intracellulære bakterier i familien Chlamydiaceae er unikke i deres morfologi, da de ikke indeholder påviselige mængder peptidoglykaner. De ekstracellulære former af disse gramnegative bakterier opretholder imidlertid deres strukturelle integritet på grund af et lag af disulfidbundet tværbundet lag af cysteinrige proteiner, som er placeret mellem cytoplasmisk membran og ydre membran på en måde, der svarer til peptidoglykanlaget i andre gramnegative bakterier. I de intracellulære former af bakterien findes disulfid-krydsbindingen ikke, hvilket giver denne form mere mekanisk skrøbelig.
Cellehylstre i bakterieklassen af mollicutes har ikke en cellevæg. De vigtigste sygdomsfremkaldende bakterier i denne klasse er mycoplasma og ureaplasma.
L-form-bakterier er stammer bakterier, der mangler cellevægge, der stammer fra bakterier, som normalt har cellevægge.