Bakterie: Definice, typy a příklady

Bakterie jsou nejhojnějšími živými organismy na planetě, stejně jako některé z nejstarších známých forem života. Jednoduchost a malé rozměry bakterií nějakým způsobem maskují odolnost, starověk a všudypřítomnost těchto forem života.

TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)

Bakterie jsou jednobuněčné organismy a představují jednu ze dvou domén v rámci taxonomické kategorie známé jako prokaryoty. Druhou je Archaea, která může přežít některé z extrémnějších podmínek prostředí Země.

Slovo "prokaryot„pochází z řečtiny pro„ before nucleus “, což zdůrazňuje hlavní rozdíl mezi prokaryoty a jejich nově vznikajícími protějšky v biosféře, eukaryoty („dobré jádro“).

Stručně řečeno, prokaryoty jsou jednobuněčné organismy s anucleate buňka, zatímco eukaryoty jsou mnohobuněčné organismy s jaderný buňky; v obou kategoriích existují výjimečné výjimky.

Bakterie jsou aktivní prakticky ve všech známých ekosystémech na planetě (ekosystém je soubor organismů interagujících ve společném fyzickém prostředí).

Zatímco jejich primární proslulost spočívá v jejich schopnosti způsobit řadu infekčních nemocí, mnoho z nich potenciálně smrtelné, mnoho bakterií skutečně hraje prospěšnou roli v životě lidí a dalších eukaryoty.

Když dva různé druhy organismů žijí společně způsoby, které jsou prospěšné pro oba, nazývá se to symbióza. (To lze porovnat s parazitismus, kde jeden ze dvou organismů prospívá na úkor druhého, např. tasemnice žijící ve střevech savců a způsobující v tomto procesu zdravotní problémy.)

Jedním příkladem symbiózy bakterie a člověka je výroba vitaminu K, což je základní molekula při srážení krve, konkrétním druhem bakterií.

Jiné bakterie žijí symbioticky na lidské pokožce a jinde v těle a mohou pomoci zničit buňky způsobující nemoci i pomoci při zažívací ústrojí.

Kromě toho by kulinářská krajina byla výrazně odlišná bez bakterií ve směsi. Bez nich by svět neměl sýr, jogurty a další potraviny, které se při jejich výrobě spoléhají na kontrolované a monitorované činnosti těchto mikroorganismů.

Méně než jedno procento známých bakterií je schopné způsobit onemocnění u lidí.

Bakteriální infekce však zůstávají jednou z největších příčin úmrtí a nemocí na celém světě, zejména v oblastech se špatnou hygienou, vysokou hustota obyvatelstva a omezený přístup ke správným antibiotikům pro boj s bakteriemi - problémy veřejného zdraví, které se bohužel často vyskytují kombinace.

Některé z běžnějších typů bakterií, které jsou u lidí patogenní nebo způsobují choroby, jsou některé z Streptokoky a Stafylokoky jakož i E. coli.

Streptococcus a Staphylococcus jsou názvy rodů a každá kategorie zahrnuje řadu patogenních druhů. E. coli, zkratka pro Escherichia coli, je specifický druh bakterií, takže název rodu a druhu je zahrnut stejně Homo sapiens odkazovat na moderní lidi.

Přes taxonomický svět, jméno rodu je vždy velké, zatímco druhové nikdy.

Bakterie také pozitivně přispívají ke globálnímu ekosystému účastí v recyklace živin (např. uhlíkový cyklus, dusíkový cyklus).

Tyto procesy vracejí důležité molekuly obsahující uhlík a dusík, které prošly z vrcholu tzv. potravní řetězec bakteriím ve spodní části systému, čímž jsou dostupné pro nové rostliny a zvířata růst; když tyto organismy zemřou, jejich atomy uhlíku a dusíku se dostanou zpět do půdy a vody, často poté, co bakterie začaly rozkládat své zbytky a získávat energii pro svůj vlastní růst.

Bakterie existují na Zemi asi 3,5 miliardy let, což znamená, že jsou kolem tří čtvrtin tak dlouho jako Země samotná.

(Vezměte v úvahu, že se předpokládá, že dinosauři vyhynuli asi před 65 miliony let; to je méně než jednapadesátý tak hluboko do geologické historie, jako je výskyt bakterií.)

Jejich prokaryotické příbuzné, archaea, byly přítomny ještě déle. Podmínky se mohou zobrazit s velkým počátečním písmenem; Archaea a bakterie jsou také názvy taxonomických domén zahrnujících tyto organismy.

„Archaejci“, pokud nic jiného, ​​nemusí konkurovat zdrojům s jinými organismy, protože obývají jen ty nejnepříznivější prostředí, které si lze představit: vařící horká nebo extrémně kyselá voda, extrémně slané (slané) bazény, sopečné otvory těžké a hluboko uvnitř Antarktický led.

Předpokládá se, že k rozdělení bakterií a archea došlo před asi 4 miliardami let.

Ačkoli je snadné vidět bakterie a archea jako blízké bratrance, na biochemické a genetické úrovni se tyto dvě skupiny organismů od sebe navzájem liší stejně jako od lidí.

Eukaryoty se poprvé objevily miliony let po prvních bakteriích a předpokládá se, že jejich vznik je výsledkem toho, že jeden typ prokaryotu pohltil jiný způsobem, který se postupem času „vypracoval“; představte si, že by se AirBnB změnil v situaci permanentního spolubydlení.

Konkrétně organely uvnitř eukaryotických buněk mitochondrie, které jsou zodpovědné za aerobní metabolismus, a tedy díky nim mohou dosáhnout eukaryoty poměrně velké velikosti jejich spoléhání na kyslík (aerobní prostředky „s kyslíkem“), se považují za bakterie, které kdysi byly volně stojící že jo.

Objevu bakterií není jednoznačně připisována žádná osoba, nizozemský vědec Antony ze 17. století von Leeuwenhoek je připočítán s tím, že jako první použil mikroskop k provedení jejich rozsáhlých studií organismy.

Teprve v 19. století vědci, mezi nimi Robert Koch a Louis PasteurDozvíte se, že bakterie mohou u lidí způsobovat nemoci, a až krátce před druhou světovou válkou na konci první poloviny 20. století byli lékaři identifikovány a začaly používat antibiotika, což jsou přírodní nebo syntetické chemikálie, které mohou zastavit množení bakterií v jejich stopách, se zabitím nebo bez usmrcení organismů přímo.

Stejně jako zvířata mohou nabývat závratné řady fyzických forem od jednoho druhu k druhému, různé druhy bakterií pokrývají různé tvary a velikosti, jak je popsáno v následující části.

Stejně jako všechny eukaryotické buňky mají určité společné rysy, mnoho vlastností bakterií je univerzálních.

Snad nejdůležitější nezávislou strukturou bakterie je buněčná stěna. (Všimněte si, že tuto vlastnost skutečně vlastní „pouze“ asi 90 procent bakterií.)

Kromě jejich funkce a chemického složení je to buněčná stěna, která je vnější vůči buněčné membráně než všechny buňky have, se používá k rozdělení bakterií na základě reakce stěny na laboratorní postup zvaný Gramovo barvení.

Tzv. Grampozitivní (G +) bakterie, které si zachovávají většinu barviva použitého při procesu barvení, mají stěny při zbarvení vykazují purpurovou barvu, zatímco gramnegativní (G-) bakterie, které uvolňují většinu barviva, se objevují růžový. (Tradičně „grampozitivní“ a „gramnegativní“ nejsou psány velkými písmeny, přestože kořenové slovo je vlastní podstatné jméno.)

G + i G- bakteriální buněčné stěny obsahují látky zvané peptidoglykany které se v přírodě nenacházejí nikde jinde.

Asi 90 procent buněčných stěn G + je vyrobeno z peptidoglykanů, zbytek tvoří teichoickýkyselina.

Naproti tomu pouze asi 10 procent stěn G-bakteriálních buněk sestává z peptidoglykanů. G-bakterie také zahrnují plazmatickou membránu na vnější straně buněčné stěny, která doplňuje primární buněčná membrána pod ním.

Společně buněčná stěna a jedna nebo dvě buněčné membrány bakterie tvoří to, co se souhrnně nazývá obálka buňky.

Genetická informace bakterií je obsažena v deoxyribonukleové kyselině (DNA), stejně jako v eukaryotech. Bakteriálním buňkám však chybí jádra, což je místo, kde se DNA nachází v eukaryotech, takže bakteriální DNA se nachází v cytoplazma (látka buňky v buněčné membráně) ve volném uspořádání řetězců zvaných nukleoid.

•••Vědění

Vně buněčné stěny a vystupující do vnějšího prostředí jsou různé struktury, které se podílejí na pohybu bakterií a na výměně genetické informace s jinými bakteriemi.

A bičík je bičovitá projekce, která funguje podobně jako vrtule na lodi, a sestává z vlákna, háku a motoru, které jsou vyrobeny z různých proteinů.

A pilum (množné číslo pili) je menší, vlasová projekce, která může hrát malou roli v pohybu, ale nejčastěji se používá k připojení bakterií k povrchům jiných buněk. Když je tato další buňka sama bakterií, výsledkem může být konjugace nebo přesun DNA z jedné bakteriální buňky do druhé.

Ribozomy, které jsou také přítomny v eukaryotech, jsou místy syntézy proteinů v buňkách.

Nalezené rozptýlené v cytoplazmě, tyto struktury využívají informace kódované prostřednictvím DNA do messengerové ribonukleové kyseliny (mRNA) k tvorbě specifických proteinů z aminokyselinových podjednotek pendlovaných k ribozomům jinými proteiny.

Kromě rozdělení bakterií do kategorií na základě jejich výše uvedeného chování při barvení buněčných stěn lze bakterie rozlišit na základě jejich tvarů.

Existují tři základní formy:

1. Cocci (singulární: coccus), které jsou zhruba sférické
2. Bacilli (bacil), které jsou ve tvaru tyče
3. S_pirilla_ (spirillum), které jsou stočeny do tvaru spirály.

Koky se často nacházejí v koloniích.

Diplococci jsou koky uspořádané do párů; streptokoky se nacházejí v řetězcích. Stafylokoky existují v nepravidelných shlucích jako grapel. Bacily jsou větší než koky, a když se rozdělí, výsledkem může být řetěz (streptobacily) nebo kulová hvězdokupa (coccobacilli).

Nakonec spirilla přichází ve třech vlastních příchutích: vibrio, což je zakřivená tyč ve tvaru čárky; the spirochetetenká a pružná spirála; a „typický“ spirillum, který tvoří tuhou spirálu.

Bakterie se množí procesem zvaným binární dělení, což vede k tvorbě dvou dceřiných bakterií, z nichž každá je ve složení shodná s „mateřskou“ bakterií a velikostmi se navzájem rovnají.

Toto je nepohlavní forma reprodukce a je podobná mitóze pozorované v eukaryotických buňkách.

Mitóza se však striktně týká replikace genetického materiálu buňky nebo DNA. I když k tomu dochází téměř ve shodě s rozdělením celých eukaryotických buněk, štěpení jedné eukaryotické buňky na dvě se nazývá cytokineze.

Připomeňme, že DNA bakterie není zabalena do jádra, ale spíše sedí v cytoplazmě v sadě volně uspořádaných řetězců.

V rámci přípravy na binární štěpení se celá bakteriální buňka koordinovaně prodlužuje, přičemž se zvětšuje jak buněčná stěna, tak cytoplazma. Když se to děje, buňka začíná vytvářet zcela novou kopii své DNA (replikace).

„Linie“, po které se bude bakterie dělit, se nazývá a septum, se tvoří ve středu buňky; syntéza septa závisí na proteinu zvaném FtsZ.

Nejprve septum vypadá jako prstenec, ale pak se tlačí na opačné strany buňky, což nakonec vede ke štěpení a tvorbě dvou dceřiných bakterií.

Protože binární štěpení vede ke vzniku dvou celých, funkčních organismů, generačních časů bakterií, které jsou často udávané v hodinách, jsou obvykle mnohem kratší než u eukaryotických organismů, které se obvykle měří v měsících nebo let.

Související téma: Odolnost vůči antibiotikům