Quali sono le caratteristiche comuni a tutti i batteri?

Spesso considerati le forme di vita più semplici, i batteri costituiscono un gruppo eterogeneo di organismi. La diversità dei batteri ha portato questo gruppo a essere diviso in due domini della vita, gli Eubatteri e gli Archaea. Nonostante questa diversità, i batteri condividono una serie di caratteristiche, in particolare le cellule procariotiche. Inoltre, ci sono una serie di caratteristiche come la composizione della parete cellulare ampiamente condivisa tra gli eubatteri e archaeans, sebbene l'esistenza di alcuni batteri senza queste caratteristiche quasi onnipresenti sottolinei la loro diversità.

Forse la caratteristica più diretta dei batteri è la loro esistenza come organismi unicellulari. Mentre la maggior parte dei batteri, archei ed eubatteri allo stesso modo, trascorrono il loro intero ciclo di vita microscopico come singoli indipendenti cellule, alcune come i mixobatteri che vivono nel suolo formeranno corpi fruttiferi multicellulari come parte della loro vita ciclo.

Le cellule eucariotiche, come quelle di piante, animali e funghi, possiedono un nucleo legato alla membrana che divide il DNA della cellula dal resto della cellula. Altre funzioni all'interno di queste cellule sono anche sequestrate in organelli specializzati legati alla membrana, come i mitocondri per la respirazione cellulare e i cloroplasti per la fotosintesi. I batteri mancano di un nucleo e di organelli complessi all'interno delle loro cellule. Questo non vuol dire che i batteri non possiedano un'organizzazione interna, poiché il loro DNA è spesso sequestrato in una regione della cellula batterica nota come nucleoide. Tuttavia, è importante notare che il nucleoide non è fisicamente separato dal resto della cellula da una membrana.

Mentre le membrane plasmatiche sono comuni in altre cellule viventi, queste membrane non sono una caratteristica dei batteri. L'assenza di organelli interni relega molte funzioni che si verificano all'interno delle cellule eucariotiche a verificarsi sulla membrana plasmatica dei batteri. Ad esempio, speciali ripiegamenti della membrana plasmatica consentono ai batteri fotosintetici di eseguire l'azione dipendente dalla luce reazioni di fotosintesi che gli eucarioti fotosintetici conducono sulle membrane ticaloidi all'interno del cloroplasto.

Una parete cellulare di peptidoglicano è una caratteristica comune tra gli eubatteri. Questa parete cellulare avvolge la cellula batterica, fornendo forza e prevenendo la rottura in ambienti mutevoli. Uno dei test fondamentali eseguiti nell'identificazione dei batteri è la colorazione di Gram, che classifica eubatteri come Gram positivi o Gram negativi in ​​base alla capacità della parete cellulare di trattenere i cristalli colorante viola. La parete cellulare è il bersaglio dell'antibiotico penicillina e dei suoi derivati. La penicillina inibisce la formazione della parete cellulare e può distruggere le pareti, specialmente nei batteri in rapida crescita e moltiplicazione. Ancora una volta sottolineando la diversità all'interno di questo gruppo, non tutti gli eubatteri possiedono una parete cellulare di peptidoglicano. La parete cellulare della clamidia è priva di peptidoglicano. Il micoplasma è privo di qualsiasi parete cellulare. Gli Archeani possiedono anche una parete cellulare ma usano sostanze diverse dal peptidoglicano.

I cromosomi multipli e lineari spesso rappresentati graficamente nei libri di testo di biologia sono specifici degli eucarioti. Al contrario, sia gli archeani che gli eubatteri possiedono un cromosoma circolare singolo e una sequenza di DNA molto più corta di quella trovata negli eucarioti. La sequenza di DNA più corta può essere parzialmente spiegata dalla complessità relativamente ridotta delle cellule batteriche, ma anche risulta dalla ridotta presenza di introni - segmenti di un gene che vengono rimossi durante la traduzione del DNA in proteina. Il genoma batterico è potenziato da frammenti più piccoli di DNA noti come plasmidi, sebbene questi non siano esclusivi dei batteri e si trovino anche negli eucarioti. I plasmidi vengono replicati all'interno della cellula batterica indipendentemente dal cromosoma batterico e possono essere scambiati tra diversi organismi batterici. I plasmidi possono conferire attributi alla cellula ospite come la resistenza agli antibiotici.