Bakterije: definicija, vrste i primjeri

Bakterije su najrasprostranjeniji živi organizmi na planeti, kao i neki od najstarijih poznatih oblika života. Jednostavnost i male dimenzije bakterija na neki način prikrivaju otpornost, antiku i sveprisutnost ovih oblika života.

TL; DR (predugo; Nisam pročitao)

Bakterije su jednoćelijski organizmi i predstavljaju jedno od dva područja unutar taksonomske kategorije poznate kao prokarioti. Drugi je Archaea, koji može preživjeti neke ekstremnije zemaljske uvjete okoliša.

Riječ "prokariota"dolazi od grčkog za" prije jezgre ", što naglašava glavnu razliku između prokariota i njihovih nedavno nastalih kolega u biosferi, eukarioti ("dobra jezgra").

Ukratko, prokarioti su jednoćelijski organizmi s anukleat stanice, dok su eukarioti višećelijski organizmi sa jezgrenim Stanice; rijetke iznimke postoje u obje kategorije.

Bakterije su aktivne u gotovo svim poznatim ekosustavima na planetu (ekosustav je skup organizama koji djeluju u zajedničkom fizičkom okruženju).

Iako je njihova primarna ozloglašenost njihova sposobnost da izazovu mnoštvo zaraznih bolesti, mnogi od njih potencijalno kobne, mnoge bakterije zapravo igraju korisne uloge u životu ljudi i drugih eukarioti.

Kada dvije različite vrste organizama žive zajedno na način koji je koristan za oba, to se naziva simbioza. (Ovome se može suprotstaviti parazitizam, gdje jedan od dva organizma koristi na štetu drugog, npr. trakavice koje žive u crijevima sisavaca i pritom uzrokuju ljudske zdravstvene probleme.)

Primjer simbioze između bakterija i čovjeka je proizvodnja određene vrste bakterija vitamina K, bitne molekule u zgrušavanju krvi.

Ostale bakterije žive simbiotski na ljudskoj koži i drugdje u tijelu, a mogu pomoći u uništavanju stanica koje uzrokuju bolesti, kao i u pomoći u probavni sustav.

Uz to, kulinarski krajolik bio bi znatno drugačiji bez bakterija u smjesi. Bez njih svijet ne bi imao sira, jogurta i druge hrane koja se za proizvodnju oslanja na kontrolirane i nadzirane aktivnosti tih mikroorganizama.

Manje od jedan posto poznatih bakterija sposobno je uzrokovati bolest kod ljudi.

Bakterijske infekcije i dalje su jedan od najvećih uzroka smrti i bolesti u svijetu, posebno u područjima s lošim sanitarnim uvjetima gustoća naseljenosti i ograničen pristup pravim antibioticima za borbu protiv bakterija - javnozdravstvena pitanja koja se, nažalost, često mogu naći u kombinacija.

Neke od najčešćih vrsta bakterija koje su patogene ili uzrokuju bolesti kod ljudi su neke od Streptokoki i Stafilokoki kao i E. coli.

Streptococcus i Stafilokok su nazivi rodova, a svaka kategorija uključuje razne patogene vrste. E. coli, kratica za Escherichia coli, je specifična vrsta bakterija, pa su tako uključeni i rod i vrsta Homo sapiens da se odnosi na suvremene ljude.

Preko taksonomski svijet, naziv roda uvijek je napisan velikim slovom, dok naziv vrste nikada nije.

Bakterije također pozitivno doprinose globalnom ekosustavu sudjelovanjem u recikliranje hranjivih sastojaka (npr. ciklus ugljika, ciklus dušika).

Ti procesi vraćaju važne molekule koje sadrže ugljik i dušik koji su prošli s vrha takozvani prehrambeni lanac za bakterije na dnu sustava, čineći ih dostupnima za nove biljke i životinje rast; kad ti organizmi umru, njihovi atomi ugljika i dušika pronalaze svoj put natrag u tlo i vodu, često nakon što bakterije djeluju na razgradnju svojih ostataka i izvlačenje energije za vlastiti rast.

Bakterije postoje na Zemlji oko 3,5 milijarde godina, što znači da postoje otprilike tri četvrtine koliko i sama Zemlja.

(Uzmite u obzir da se vjeruje da su dinosauri izumrli prije otprilike 65 milijuna godina; ovo je manje od jednog-pedeseti toliko duboko u geološku povijest koliko je pojava bakterija.)

Njihova prokariotska rodbina, arheje, prisutni su i duže. Izrazi se mogu vidjeti velikim slovima; Arheje i bakterije također su imena taksonomskih područja koja obuhvaćaju ove organizme.

"Arhejci", ako ništa drugo, ne moraju se natjecati s resursima s drugim organizmima, jer nastanjuju samo one najnepovoljnije okruženja koja se mogu zamisliti: kipuća vruća ili izrazito kisela voda, izuzetno slani (slani) bazeni, vulkanski otvori teški sumporom i duboko u njima Led na Antarktiku.

Vjeruje se da se do razdvajanja bakterija i arheja dogodilo prije oko 4 milijarde godina.

Iako je lako vidjeti bakterije i arheje kao bliske rođake, na biokemijskoj i genetskoj razini, ove dvije skupine organizama međusobno se razlikuju koliko i ljudska bića.

Eukarioti su se prvi put pojavili milijunima godina nakon prvih bakterija, a pretpostavlja se da je njihov nastanak rezultat zahvaćanja jedne vrste prokariota drugom na način koji se s vremenom "razradio"; zamislite da se AirBnB-ov boravak pretvori u trajnu cimericu.

Konkretno, organele unutar eukariotskih stanica tzv mitohondriji, koji su odgovorni za aerobni metabolizam, a time i relativno velike veličine koje eukarioti mogu doseći njihovo oslanjanje na kisik (aerobno znači "s kisikom"), smatra se da su nekada bili samostalne bakterije pravo.

Nitko nije jedinstveno zaslužan za otkriće bakterija, već nizozemski znanstvenik iz 17. stoljeća Antony von Leeuwenhoek zaslužan je što je prvi upotrijebio mikroskop za provođenje opsežnih studija o njima organizmi.

Tek u 1800-ima znanstvenici, među njima Robert Koch i Louis Pasteur, saznali su da bakterije mogu uzrokovati bolest kod ljudi, a tek malo prije Drugog svjetskog rata pred kraj prve polovice 20. stoljeća znanstvenici-medicinari identificirali i počeli koristiti antibiotike, prirodne ili sintetičke kemikalije koje mogu zaustaviti razmnožavanje bakterija u tragovima, sa ili bez ubijanja organizama izravno.

Baš kao što životinje mogu poprimiti vrtoglavi niz fizičkih oblika od jedne do druge vrste, različite vrste bakterija imaju različite oblike i veličine, kao što je opisano u sljedećem odjeljku.

Baš kao što sve eukariotske stanice imaju određene zajedničke značajke, mnogi su atributi bakterija univerzalni.

Možda najvažnija neovisna struktura bakterije je stanične stijenke. (Imajte na umu da ovu značajku zapravo posjeduje "samo" oko 90 posto bakterija.)

Osim njihove funkcije i kemijskog sastava, stanična stijenka, koja je vanjska od stanične membrane kao i sve stanice have, koristi se za dijeljenje bakterija na temelju reakcije zida na laboratorijski postupak nazvan Gramova mrlja.

Takozvane gram-pozitivne (G +) bakterije, koje zadržavaju većinu boje koja se koristi u procesu bojenja, imaju zidove koji pokazuju ljubičastu boju kad se oboje, dok se pojavljuju gram-negativne (G-) bakterije koje oslobađaju većinu boje ružičasta. (Tradicionalno, "gram-pozitivni" i "gram-negativni" ne pišu se velikim slovom iako je korijenska riječ vlastita imenica.)

I stanične stijenke bakterija G + i G- sadrže tvari tzv peptidoglikani kojih nema nigdje drugdje u prirodi.

Oko 90 posto G + staničnih stijenki izrađeno je od peptidoglikana, a ostatak se sastoji od teihojskikiselina.

Suprotno tome, samo oko 10 posto stijenki G-bakterijskih stanica sastoji se od peptidoglikana. G-bakterije također uključuju plazemsku membranu s vanjske strane staničnog zida kao nadopunu primarnoj stanična membrana ispod nje.

Stanični zid i jedna ili dvije stanične membrane bakterije zajedno čine ono što se zajednički naziva omotnica ćelije.

Genetske informacije o bakterijama sadržane su u deoksiribonukleinskoj kiselini (DNK), baš kao i kod eukariota. Bakterijskim stanicama, međutim, nedostaju jezgre, gdje se DNA nalazi u eukariotima, pa se bakterijska DNA nalazi u citoplazme (tvar stanice unutar stanične membrane) u labavom rasporedu niti nazvanih nukleoidni.

•••Znanstveno

Izvan stanične stijenke i projiciranje u vanjsku okolinu su razne strukture koje sudjeluju u kretanju bakterija i razmjeni genetičkih informacija s drugim bakterijama.

A bičevac je projekcija nalik biču koja djeluje poput propelera na brodu, a sastoji se od niti, kuke i motora koji su svi izrađeni od različitih bjelančevina.

A pilum (množina pili) je manja, dlakasta izbočina koja može igrati malu ulogu u kretanju, ali najčešće se koristi za pričvršćivanje bakterija na površine drugih stanica. Kada je ta druga stanica sama po sebi bakterija, rezultat može biti konjugacija ili premještanje DNA iz jedne bakterijske stanice u drugu.

Ribosomikoja su također prisutna u eukariotima, su mjesta sinteze proteina unutar stanica.

Pronađene raštrkane u citoplazmi, ove strukture koriste informacije kodirane putem DNA u ribonukleinsku kiselinu koja prenosi (mRNA) za izgradnju specifičnih proteina iz aminokiselinskih podjedinica koje drugi proteini dovode do ribosoma.

Osim što dijele bakterije u kategorije na temelju gore spomenutog ponašanja bojenja staničnih stijenki, bakterije se mogu razlikovati i na temelju njihovog oblika.

Tamo su tri osnovna oblika:

1. Cocci (jednina: kokus), koji su približno sferični
2. Bacili (bacil), koji su u obliku šipke
3. S_pirilla_ (spirillum), koji su uvijeni u spiralni oblik.

Cocci se često nalaze u kolonijama.

Diplococci jesu koki raspoređeni u parovima; streptokoki nalaze se u lancima. Stafilokoki postoje u nepravilnim, grožđastim grozdovima. Bacili su veći od koka, a kad se podijele, rezultat može biti lanac (streptobacili) ili globularni skup (kokobacili).

Napokon, spirilla dolazi u tri vlastita okusa: vibrio, koja je zakrivljena šipka, oblikovana poput zareza; spiroheta, tanka i fleksibilna spirala; i "tipično" spirila, koji tvori krutu spiralu.

Bakterije se razmnožavaju postupkom tzv binarna fisija, što rezultira stvaranjem dviju bakterija kćeri, svaka po sastavu gotovo identične "roditeljskoj" bakteriji i jednake jedna drugoj po veličini.

Ovo je nespolni oblik razmnožavanja, a sličan je mitozi viđenoj u eukariotskim stanicama.

Međutim, mitoza se strogo odnosi na replikaciju staničnog genetskog materijala ili DNA. Iako se to događa gotovo u skladu s podjelom cijelih eukariotskih stanica, cijepanje jedne eukariotske stanice naziva se dvije citokineza.

Prisjetimo se da DNK bakterije nije zapakirana u jezgru, već se nalazi u citoplazmi u skupu labavo organiziranih niti.

U pripremi za binarnu fisiju, cijela se bakterijska stanica koordinirano produžava, a stanična stijenka i citoplazma postaju sve opsežniji. Kako se to događa, stanica počinje stvarati potpuno novu kopiju svoje DNA (replikacija).

"Linija" duž koje će se bakterija podijeliti, nazvana a septum, formira se u središtu stanice; sinteza septuma oslanja se na protein tzv FtsZ.

Isprva septum izgleda poput prstena, ali onda se gura prema suprotnim stranama stanice, što u konačnici dovodi do cijepanja i stvaranja dvije bakterije kćeri.

Budući da binarna fisija rezultira stvaranjem dvaju cjelovitih, funkcionalnih organizama, vremenima generacije bakterija, koja jesu često se daju u satima, obično su puno kraći od onih kod eukariotskih organizama, koji se obično mjere u mjesecima ili godine.

Povezana tema: Otpornost na antibiotike