Peptidoglikan je vrsta polimera koji se nalazi u staničnim stijenkama bakterija. Ovaj polimer odgovoran je za fenomen poznat kao bojanje po gramu, u kojem određene vrste bakterija dobivaju bogatu ljubičastu boju kada su izložene kristalno ljubičastoj boji, a služi i za niz važnih bioloških funkcija za organizme koje obuhvaća. Osim što je vizualno vrlo zanimljiv, proces bojenja po gramu može pružiti važne informacije o strukturi ispitivane bakterije, a može se koristiti i kao ključni alat za identifikaciju.
Ovaj polimer, također poznat kao murein, napravljen je od umreženih lanaca šećera i aminokiselina. Formira kruti matriks koji doprinosi integritetu bakterije. Iako stanične stijenke peptidoglikana neće odrediti oblik organizma, one će mu pomoći da zadrži oblik, osiguravajući da ne bude ugrožen. Osim toga, pružaju zaštitu od vanjskih sila koje bi mogle ugroziti bakterije, kao što su antibiotski lijekovi.
Kod gram pozitivnih bakterija, stanična stijenka je napravljena od vrlo debelog sloja peptidoglikana koji će jasno zadržati boju gramske mrlje. Gram negativne bakterije imaju tanji sloj peptidoglikana, umotan u sloj lipida, i pocrvenjet će kada su izložene kristalno ljubičastoj boji. Gledajući boju bakterije, znanstvenik može naučiti o strukturi njezine stanične stijenke, što može dati trag o identitetu ili spojevima koji bi se mogli koristiti za eliminaciju bakterije.
Osim pružanja osnovnih informacija o strukturi stanične stijenke, boja po gramu također se može koristiti za vizualizaciju strukture bakterije pod mikroskopom. Organizam bogat peptidoglikanom bit će istaknut bojom, stvarajući vrlo detaljnu, oštru sliku visokog kontrasta koja se može koristiti za prikupljanje informacija o tome kako organizam izgleda iznutra. Ove informacije mogu se koristiti za saznanje više o tome kako bakterije djeluju i za prikupljanje dodatnih naznaka o identitetu organizma koji se ispituje.
Sličan spoj nazvan pseudopeptidoglikan ili pseudomurein po kemijskoj je strukturi sličan peptidoglikanu, ali nije identičan. Pseudopeptidoglikan se može naći osim peptidoglikana u staničnim stijenkama nekih bakterija. Ovaj polimer otporan je na specijalizirane enzime poznate kao lizozimi, koji su dizajnirani da razbiju staničnu stijenku tako da će bakterija umrijeti. Bakterije koje se mogu oduprijeti lizozimima imaju bolje šanse izdržati napad aktivnog imunološkog sustava, što će omogućiti širenje organizama.