ბაქტერიები: განმარტება, ტიპები და მაგალითები

ბაქტერიები პლანეტაზე ყველაზე უხვი ცოცხალი ორგანიზმებია, ისევე როგორც ცნობილი უძველესი ცხოვრების ფორმები. ბაქტერიების სიმარტივე და მცირე ზომები გარკვეულწილად ფარავს მდგრადობას, ანტიკურ და საყოველთაო ყოფა ამ ცხოვრების ფორმების.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

ბაქტერიები ერთუჯრედიანი ორგანიზმებია და ისინი წარმოადგენენ ტაქსონომიკურ კატეგორიაში მოცემულ ორ დომენდან ერთს პროკარიოტები. მეორე არის არქეა, რომელსაც შეუძლია გადარჩეს დედამიწის ზოგიერთ ექსტრემალურ გარემო პირობებში.

Სიტყვა "პროკარიოტი"ბერძნულიდან მოდის" ბირთვამდე ", რაც ხაზს უსვამს მთავარ განსხვავებას პროკარიოტებსა და მათ ბიოსფეროში ახლახანს წარმოქმნილ კოლეგებს შორის, ეუკარიოტები ("კარგი ბირთვი").

მოკლედ რომ ვთქვათ, პროკარიოტები ერთუჯრედიანი ორგანიზმებია ბირთვული უჯრედი, ხოლო ეუკარიოტები მრავალუჯრედიანი ორგანიზმებია ბირთვიანი უჯრედები; იშვიათი გამონაკლისები ორივე კატეგორიაში არსებობს.

ბაქტერიები აქტიურად მოქმედებენ პლანეტის პრაქტიკულად ყველა ცნობილ ეკოსისტემაში (ეკოსისტემა არის ორგანიზმების ერთობლიობა, რომლებიც ურთიერთქმედებენ საერთო ფიზიკურ გარემოში).

მიუხედავად იმისა, რომ მათი ძირითადი ცნობიერება იმაში მდგომარეობს, რომ მათ აქვთ ინფექციური დაავადებების გამოწვევა, მათი უმეტესობა პოტენციურად ფატალურია, ბევრი ბაქტერია მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ადამიანის ცხოვრებაში და სხვა ეუკარიოტები.

როდესაც ორი სხვადასხვა სახის ორგანიზმი ერთად ცხოვრობს ორივესთვის სასარგებლო გზით, ამას ეწოდება სიმბიოზი. (ამას შეიძლება ეწინააღმდეგებოდეს პარაზიტიზმი, სადაც ორი ორგანიზმიდან ერთი სარგებლობს სხვის საზიანოდ, მაგ., ძუძუმწოვრების ნაწლავებში მყოფი ლენტები, რომლებიც ამ პროცესში ადამიანის ჯანმრთელობის პრობლემებს იწვევს.)

ბაქტერია-ადამიანის სიმბიოზის ერთ-ერთი მაგალითია კონკრეტული ვიტამინების წარმოება K ვიტამინი, სისხლის შედედების აუცილებელი მოლეკულა.

სხვა ბაქტერიები სიმბიოტიკურად ცხოვრობენ ადამიანის კანზე და სხეულის სხვაგან და მათ შეუძლიათ განადგურდეს დაავადების გამომწვევი უჯრედები და ასევე დაეხმარონ საჭმლის მომნელებელი სისტემა.

გარდა ამისა, კულინარიული ლანდშაფტი საგრძნობლად განსხვავდებოდა ბაქტერიების გარეშე. მათ გარეშე მსოფლიოში არ იქნებოდა ყველი, იოგურტი და სხვა საკვები, რომელიც ეყრდნობოდა ამ მიკროორგანიზმების კონტროლირებად და მონიტორინგს მათი წარმოებისთვის.

ცნობილი ბაქტერიების ერთ პროცენტზე ნაკლებ ადამიანს შეუძლია ავადმყოფობა გამოიწვიოს ადამიანებში.

ამასთან, ბაქტერიული ინფექციები მსოფლიოში სიკვდილისა და დაავადებების ერთ-ერთ მთავარ მიზეზად რჩება, განსაკუთრებით სანიტარული პირობების მაღალი, მაღალი მოსახლეობის სიმკვრივე და სწორი ანტიბიოტიკების შეზღუდული წვდომა ბაქტერიასთან საბრძოლველად - საზოგადოებრივი ჯანმრთელობის საკითხები, რომლებიც, სამწუხაროდ, ხშირად გვხვდება კომბინაცია.

ბაქტერიების ზოგიერთი უფრო გავრცელებული ტიპი, რომლებიც პათოგენურია, ან დაავადების გამომწვევი, არის ადამიანებში სტრეპტოკოკები და სტაფილოკოკები ისევე, როგორც ე. კოლი

სტრეპტოკოკი და სტაფილოკოკები გვარის სახელებია და თითოეულ კატეგორიაში შედის სხვადასხვა პათოგენური სახეობები. ე. კოლი, მოკლედ ეშერიხია კოლი, ბაქტერიების სპეციფიკური სახეობაა, ამიტომ გვარისა და სახეობის სახელი ორივე შედის, ისევე ჰომო საპიენსი თანამედროვე ადამიანების მოხსენიება.

Გადასწვრივ ტაქსონომიური სამყარო, გვარის სახელი ყოველთვის კაპიტალიზირებულია, ხოლო სახეობის სახელი არასდროს არის.

ბაქტერიები ასევე დადებითად უწყობენ ხელს გლობალურ ეკოსისტემას მონაწილეობით საკვები ნივთიერებების გადამუშავება (მაგალითად, ნახშირბადის ციკლი, აზოტის ციკლი).

ამ პროცესებით ბრუნდება ნახშირბადის და აზოტის მნიშვნელოვანი მოლეკულები, რომლებიც ზემოდან გავიდა ე.წ. კვების ჯაჭვი სისტემის ბოლოში მდებარე ბაქტერიებისათვის, რაც მათ ახალ მცენარეთა და ცხოველებისათვის ხელმისაწვდომი გახდის ზრდა; როდესაც ეს ორგანიზმები იღუპებიან, ნახშირბადის და აზოტის ატომები ბრუნდებიან ნიადაგში და წყალში, ხშირად მას შემდეგ, რაც ბაქტერიებმა იმოქმედეს მათი ნარჩენების დაშლასა და ენერგიის მოპოვებაში საკუთარი ზრდისთვის.

ბაქტერიები დედამიწაზე არსებობდა დაახლოებით 3,5 მილიარდი წლის განმავლობაში, რაც იმას ნიშნავს, რომ ისინი არსებობდნენ დაახლოებით სამი მეოთხედი, ვიდრე თვით დედამიწა იყო.

(გაითვალისწინეთ, რომ, სავარაუდოდ, დინოზავრები გადაშენდნენ დაახლოებით 65 მილიონი წლის წინ; ეს ერთზე ნაკლებიაორმოცდამეათე გეოლოგიის ისტორიაში ისეთივე ღრმაა, როგორც ბაქტერიების გამოჩენა.)

მათი პროკარიოტული ნათესავები არქეა, კიდევ უფრო მეტხანს იმყოფებოდნენ. შეიძლება იხილოთ ტერმინები კაპიტალიზირებული; არქეა და ბაქტერიები ასევე არიან ტაქსონომიური დომენების სახელები, რომლებიც მოიცავს ამ ორგანიზმებს.

"არქეელებს", თუ სხვა არაფერი, არ მოუწევთ კონკურენცია გაუწიონ რესურსებს სხვა ორგანიზმებთან, რადგან ისინი მხოლოდ ყველაზე უარყოფითად ცხოვრობენ გარემო წარმოსადგენია: მდუღარე ცხელი ან ძალიან მჟავე წყლის მდუღარე, ძალიან მარილიანი (მარილიანი) აუზები, გოგირდისებრი ვულკანური ღიობები და ღრმად შიგნით ანტარქტიდის ყინული.

ითვლება, რომ ბაქტერიების და არქეების გაყოფა მოხდა დაახლოებით 4 მილიარდი წლის წინ.

მიუხედავად იმისა, რომ ბიოქიმიურ და გენეტიკურ დონეზე ადვილია დაინახო ბაქტერიები და არქეები, როგორც ახლო ბიძაშვილები, ორგანიზმების ეს ორი ჯგუფი ისევე განსხვავდება ერთმანეთისაგან, როგორც ადამიანისგან.

ეუკარიოტები პირველად გაჩნდნენ პირველი ბაქტერიებიდან მილიონობით წლის შემდეგ და მათი გაჩენა სავარაუდოდ, შედეგია ერთი ტიპის პროკარიოტისა, რომელიც სხვას შთანთქავს დროთა განმავლობაში "შემუშავებული" გზით; წარმოიდგინეთ, რომ AirBnB დარჩება მუდმივ თანაკლასელ სიტუაციაში.

კერძოდ, ორგანელები ეუკარიოტული უჯრედების შიგნით ე.წ. მიტოქონდრია, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან აერობულ მეტაბოლიზმზე და, შესაბამისად, შედარებით დიდ მასებს შეუძლიათ მიაღწიონ ეუკარიოტებს მათი დამოკიდებულება ჟანგბადზე (აერობული საშუალებები "ჟანგბადთან ერთად"), სავარაუდოდ, ერთ დროს დამოუკიდებელი ბაქტერიები იყვნენ მართალი

ბაქტერიების აღმოჩენა ცალსახად არავის ეკუთვნის, მაგრამ მე -17 საუკუნის ჰოლანდიელი მეცნიერი ანტონი ფონ ლიუვენჰუკს მიაწერენ პირველს, ვინც მიკროსკოპმა გამოიყენა მათზე ფართო გამოკვლევების ჩასატარებლად ორგანიზმები

1800-იან წლებში მეცნიერებმა არ გააკეთეს ეს მეცნიერები, მათ შორის რობერტ კოხი და ლუი პასტერი, შეიტყვეთ, რომ ბაქტერიამ შეიძლება გამოიწვიოს დაავადება ადამიანებში და მხოლოდ მეორე მსოფლიო ომის დაწყებამდე მხოლოდ მე -20 საუკუნის პირველი ნახევრის ბოლოს სამედიცინო მეცნიერებმა გამოავლინეს და დაიწყეს ანტიბიოტიკების გამოყენება, რომლებიც ბუნებრივი ან სინთეზური ქიმიკატებია, რომლებსაც შეუძლიათ შეაჩერონ ბაქტერიების რეპროდუქცია მის ორგანიზმში, ორგანიზმების მკვლელობით ან მის გარეშე პირდაპირ

ისევე, როგორც ცხოველებს შეუძლიათ ფიზიკური ფორმების თავბრუდამხვევი მასა მიიღონ ერთი სახეობიდან მეორეზე, სხვადასხვა ტიპის ბაქტერიები სხვადასხვა ფორმისა და ზომისაა, როგორც აღწერილია შემდეგ ნაწილში.

ისევე, როგორც ყველა ეუკარიოტულ უჯრედს აქვს გარკვეული საერთო მახასიათებლები, ამასთან, ბაქტერიების მრავალი ატრიბუტი უნივერსალურია.

ბაქტერიის ალბათ ყველაზე მნიშვნელოვანი დამოუკიდებელი სტრუქტურაა უჯრედის კედელი. (გაითვალისწინეთ, რომ ბაქტერიების "მხოლოდ" დაახლოებით 90 პროცენტი სინამდვილეში ფლობს ამ მახასიათებელს.)

მათი ფუნქციისა და ქიმიური მაკიაჟის გარდა, უჯრედის კედელი, რომელიც გარე უჯრედული მემბრანისგან არის, ვიდრე ყველა უჯრედი აქვს, გამოიყენება ბაქტერიების დაყოფისთვის კედლის რეაქციის საფუძველზე, ლაბორატორიულ პროცედურაზე, რომელსაც ეწოდება გრამის ლაქა.

ეგრეთ წოდებული გრამდადებითი (G +) ბაქტერიები, რომლებიც ინარჩუნებენ საღებავის პროცესში გამოყენებულ საღებავების უმეტეს ნაწილს, აქვთ კედლები ნაჩვენებია მეწამული ფერი შეღებვისას, ხოლო გრამუარყოფითი (G-) ბაქტერიები, რომლებიც გამოყოფენ საღებავის უმეტეს ნაწილს, ჩნდება ვარდისფერი (ტრადიციულად, "გრამდადებითი" და "გრამუარყოფითი" არ არის დიდი ასოებით, მიუხედავად იმისა, რომ ძირეული სიტყვა არსებითი სახელია.)

G + და G- ბაქტერიული უჯრედების კედლები შეიცავს ნივთიერებებს, რომლებსაც ე.წ. პეპტიდოგლიკანები რომლებიც ბუნებაში სხვაგან არსად გვხვდება.

G + უჯრედის კედლების დაახლოებით 90 პროცენტი დამზადებულია პეპტიდოგლიკანებისაგან, დანარჩენი ნაწილი შედგება teichoicმჟავა.

ამის საპირისპიროდ, G- ბაქტერიული უჯრედების კედლების მხოლოდ 10 პროცენტი შედგება პეპტიდოგლიკანებისაგან. G- ბაქტერიები ასევე მოიცავს პლაზმის მემბრანს უჯრედის კედლის გარედან, პირველადი შევსების მიზნით უჯრედის მემბრანა მის ქვეშ.

ერთად, უჯრედის კედელი და ბაქტერიის ერთი ან ორი უჯრედის მემბრანა ქმნის იმას, რასაც კოლექტიურად უწოდებენ უჯრედის კონვერტი.

ბაქტერიების გენეტიკური ინფორმაცია შეიცავს დეოქსირიბონუკლეინის მჟავას (დნმ), ისევე როგორც ეუკარიოტებში. ამასთან, ბაქტერიულ უჯრედებს არ გააჩნიათ ბირთვები, სწორედ იქ გვხვდება დნმ ეუკარიოტებში, ამიტომ ბაქტერიული დნმ გვხვდება ციტოპლაზმა (უჯრედის ნივთიერება უჯრედის მემბრანაში) ძაფების ფხვიერი განლაგებით, რომელსაც ეწოდება ნუკლეოიდი.

•••მეცნიერება

უჯრედის კედლის გარეგანი და გარემოსთვის დაპროექტებული სხვადასხვა სტრუქტურაა, რომლებიც მონაწილეობენ ბაქტერიების მოძრაობაში და სხვა ბაქტერიებთან გენეტიკური ინფორმაციის გაცვლაში.

ა flagellum არის მათრახის მსგავსი პროექცია, რომელიც გემზე პროპელერის მსგავსად მოქმედებს და იგი შედგება ძაფისგან, კაუჭისა და ძრავისგან, ყველა მათგანი დამზადებულია სხვადასხვა ცილებისგან.

ა პილუმი (მრავლობითი pili) არის პატარა, თმის მსგავსი პროექცია, რომელსაც შეუძლია მცირე როლი შეასრულოს გადაადგილებაში, მაგრამ ის ყველაზე ხშირად გამოიყენება ბაქტერიების სხვა უჯრედების ზედაპირებზე დამაგრების მიზნით. როდესაც ეს სხვა უჯრედი თავისთავად ბაქტერიაა, შედეგი შეიძლება იყოს კონიუგაცია, ან დნმ-ის გადატანა ერთი ბაქტერიული უჯრედიდან მეორეში.

რიბოსომები, რომლებიც ასევე გვხვდება ეუკარიოტებში, უჯრედებში ცილების სინთეზის ადგილებია.

ციტოპლაზმაში მიმოფანტული ნაპოვნი სტრუქტურები იყენებენ დნმ – ით დაშიფრულ ინფორმაციას მესენჯერი რიბონუკლეინის მჟავაში (mRNA) სპეციფიკური ცილების შესაქმნელად ამინომჟავის ქვედანაყოფებისაგან, რომლებიც სხვა ცილების მიერ რიბოზომებში გადადის.

გარდა ამისა, ბაქტერიები კატეგორიებად იყოფა მათი უჯრედის კედლის შეღებვის ზემოხსენებული ქცევის საფუძველზე, ბაქტერიების გამოყოფა მათი ფორმების საფუძველზე შეიძლება.

Არიან, იმყოფებიან სამი ძირითადი ფორმა:

1. კოკები (სინგულარული: coccus), რომლებიც დაახლოებით სფერულია
2. ბაცილი (ბაცილი), რომლებიც ჯოხის ფორმისაა
3. S_pirilla_ (სპირიუმი), რომლებიც გადახვეულია სპირალურ ფორმაში.

კოკები ხშირად გვხვდება კოლონიებში.

დიპლოკოკები კოკები წყობილებად არიან განლაგებული; სტრეპტოკოკები გვხვდება ჯაჭვებში. სტაფილოკოკები არსებობს არარეგულარული, ხრეშის მსგავსი მტევანი. Bacilli უფრო დიდია ვიდრე cocci, და როდესაც ისინი იყოფა, შედეგი შეიძლება იყოს ჯაჭვი (სტრეპტობაცილი) ან გლობულური კასეტური (კოკობაცილები).

დაბოლოს, სპირილა თავისებურად სამ არომატს შეიცავს: ვიბრიო, რომელიც არის მოღუნული ჯოხი, მძიმის მსგავსი; სპიროქეტა, თხელი და მოქნილი სპირალი; და "ტიპიური" სპირიუმი, რომელიც ქმნის ხისტ სპირალს.

ბაქტერიები მრავლდებიან პროცესით, რომელსაც ეწოდება ორობითი დაშლა, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ორი ქალიშვილი ბაქტერია, რომელთაგან თითოეული პრაქტიკულად იდენტურია "მშობელი" ბაქტერიით და ერთმანეთის ზომით.

ეს არის გამრავლების უსქესო ფორმა და ის ჰგავს ევკარიოტულ უჯრედებში მიტოზს.

ამასთან, მიტოზი მკაცრად ეხება უჯრედის გენეტიკური მასალის ან დნმ-ის რეპლიკაციას. მიუხედავად იმისა, რომ ეს ხდება თითქმის ევკარიოტული უჯრედების გაყოფასთან ერთად, ერთი ევკარიოტული უჯრედის ორად გაყოფა ეწოდება ციტოკინეზი.

შეგახსენებთ, რომ ბაქტერიის დნმ არ არის დაფასოებული ბირთვში, არამედ ციტოპლაზმაში იჯდება თავისუფლად ორგანიზებული ძაფების ნაკრებში.

ორობითი განხეთქილების მოსამზადებლად, მთელი ბაქტერიული უჯრედი კოორდინირებულად გრძელდება, ორივე უჯრედის კედელი და ციტოპლაზმა უფრო ფართოვდება. როგორც ეს ხდება, უჯრედი იწყებს მისი დნმ-ს სრული ასლის დამზადებას (რეპლიკაცია).

"ხაზი", რომლის გასწვრივ ბაქტერია გაიყოფა, ე.წ. ძგიდე, ფორმდება უჯრედის ცენტრში; ძგიდის სინთეზი ეყრდნობა ცილას, რომელსაც ე.წ. FtsZ.

თავდაპირველად, ძგიდე ბეჭედს ჰგავს, მაგრამ შემდეგ ის უჯრედის საწინააღმდეგო მხარეებისკენ უბიძგებს, რაც საბოლოოდ იწვევს გახლეჩასა და ორი ქალიშვილი ბაქტერიის წარმოქმნას.

იმის გამო, რომ ორობითი განხეთქილების შედეგად წარმოიქმნება ორი მთელი, ფუნქციური ორგანიზმი, ბაქტერიების წარმოქმნის ჯერ ხშირად მოცემულია საათებში, ჩვეულებრივ, ბევრად უფრო მოკლეა, ვიდრე ეუკარიოტული ორგანიზმების, რომლებიც ჩვეულებრივ იზომება თვეებით ან წლები

დაკავშირებული თემა: ანტიბიოტიკების წინააღმდეგობა