Peptidoglikan je vrsta polimera, ki ga najdemo v celičnih stenah bakterij. Ta polimer je odgovoren za pojav, znan kot obarvanje po gramu, pri katerem nekatere vrste bakterij pridobijo bogato vijolično barvo, ko so izpostavljene kristalno vijoličnemu barvilu, in opravlja številne pomembne biološke funkcije za organizme, ki jih obdaja. Poleg tega, da je vizualno zelo zanimiv, lahko postopek obarvanja po gramu zagotovi pomembne informacije o strukturi preiskovane bakterije in se lahko uporablja kot ključno orodje za identifikacijo.
Ta polimer, znan tudi kot murein, je narejen iz zamreženih verig sladkorjev in aminokislin. Tvori togo matriko, ki prispeva k celovitosti bakterije. Medtem ko celične stene peptidoglikana ne bodo določale oblike organizma, mu bodo pomagale obdržati svojo obliko in zagotovile, da ne bo ogrožena. Poleg tega zagotavljajo zaščito pred zunanjimi silami, ki bi lahko ogrozile bakterije, kot so antibiotiki.
Pri gram pozitivnih bakterijah je celična stena narejena iz zelo debele plasti peptidoglikana, ki bo jasno zadržal barvo gramskega madeža. Gram negativne bakterije imajo tanjšo plast peptidoglikana, obloženega s plastjo lipidov, in ob izpostavljenosti kristalno vijolični barvi postanejo rožnate. Z ogledom barve bakterije lahko znanstvenik spozna strukturo njene celične stene, ki lahko zagotovi namig o identiteti ali o spojinah, ki bi jih lahko uporabili za odstranitev bakterije.
Poleg zagotavljanja osnovnih informacij o strukturi celične stene se lahko z gramovim madežem uporabi tudi za vizualizacijo strukture bakterije pod mikroskopom. Organizem, bogat s peptidoglikani, bo poudarjen z barvilom, kar bo ustvarilo zelo podrobno, ostro sliko z visokim kontrastom, ki jo je mogoče uporabiti za zbiranje informacij o tem, kako izgleda organizem v notranjosti. Te informacije je mogoče uporabiti za več informacij o delovanju bakterij in za zbiranje dodatnih namigov o identiteti organizma, ki se preiskuje.
Podobna spojina, imenovana psevdopeptidoglikan ali psevdomurein, je po kemični strukturi podobna peptidoglikanu, vendar ni identična. Psevdopeptidoglikan lahko najdemo poleg peptidoglikana v celičnih stenah nekaterih bakterij. Ta polimer se upira specializiranim encimom, znanim kot lizocimi, ki so zasnovani za razgradnjo celične stene, tako da bo bakterija umrla. Bakterije, ki se lahko uprejo lizocimom, imajo boljše možnosti, da prenesejo napad aktivnega imunskega sistema, kar bo omogočilo širjenje organizmov.