Bakterijos: apibrėžimas, tipai ir pavyzdžiai

Bakterijos yra daugiausiai gyvų organizmų planetoje, taip pat keletas seniausių žinomų gyvybės formų. Bakterijų paprastumas ir maži matmenys tam tikrais būdais užmaskuoja atsparumą, senovę ir visur šių gyvybės formų.

TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)

Bakterijos yra vienaląsčiai organizmai ir jie yra viena iš dviejų taksonominės kategorijos sričių, vadinamų prokariotai. Kita yra Archėja, kuri gali išgyventi kai kurias ekstremalesnes Žemės sąlygas.

Žodis "prokariotas„kilęs iš graikų kalbos„ prieš branduolį “, kuris pabrėžia pagrindinį skirtumą tarp prokariotų ir jų neseniai atsiradusių biosferos kolegų, eukariotai („geras branduolys“).

Trumpai tariant, prokariotai yra vienaląsčiai organizmai, turintys anukleaitas ląstelės, o eukariotai yra daugialąsčiai organizmai, turintys branduolys ląstelės; retos išimtys egzistuoja abiejose kategorijose.

Bakterijos veikia praktiškai visose žinomose planetos ekosistemose (ekosistema yra organizmų, sąveikaujančių bendroje fizinėje aplinkoje, rinkinys).

Nors jų pagrindinis žinomumas slypi jų gebėjime sukelti daugybę infekcinių ligų, daugelis jų potencialiai mirtina, daugelis bakterijų iš tikrųjų atlieka naudingą vaidmenį žmonių ir kitų gyvenime eukariotai.

Kai du skirtingi organizmai gyvena kartu naudingais būdais, tai vadinama simbiozė. (Tai galima palyginti su parazitizmas, kur vienas iš dviejų organizmų naudingas kito nenaudai, pvz., kaspinuočiai, gyvenantys žinduolių žarnose ir sukeliantys žmogaus sveikatos problemas.)

Vienas iš bakterijų ir žmogaus simbiozės pavyzdžių yra tam tikros rūšies bakterijų gamyba vitaminu K, kuris yra būtina kraujo krešėjimo molekulė.

Kitos bakterijos simbiotiškai gyvena ant žmogaus odos ir kitose kūno vietose, jos gali padėti sunaikinti ligas sukeliančias ląsteles, taip pat padėti Virškinimo sistema.

Be to, kulinarinis kraštovaizdis būtų žymiai kitoks, jei mišinyje nebūtų bakterijų. Be jų pasaulis neturėtų sūrio, jogurto ir kitų maisto produktų, kurių gamybai reikalinga kontroliuojama ir kontroliuojama šių mikroorganizmų veikla.

Mažiau nei vienas procentas žinomų bakterijų gali sukelti žmonių ligas.

Tačiau bakterinės infekcijos išlieka viena iš didžiausių mirties ir ligų priežasčių visame pasaulyje, ypač tose vietovėse, kuriose sanitarija yra bloga gyventojų tankumas ir ribota prieiga prie tinkamų antibiotikų kovai su bakterijomis - visuomenės sveikatos problemos, kurios, deja, dažnai sutinkamos derinys.

Kai kurie iš dažniausiai pasitaikančių bakterijų tipų, kurie yra patogeniški ar sukelia ligas žmonėms, yra kai kurie Streptokokai ir Stafilokokai taip pat E. coli.

Streptokokas ir Stafilokokas yra genties pavadinimai, o kiekviena kategorija apima įvairias patogenines rūšis. E. coli, trumpai Escherichia coliyra specifinė bakterijų rūšis, todėl ir gentis, ir rūšies pavadinimas yra įtraukti Homo sapiens nurodyti šiuolaikinius žmones.

Visoje taksonominis pasaulis, genties vardas visada rašomas didžiąja raide, o rūšies pavadinimas - niekada.

Bakterijos taip pat teigiamai prisideda prie pasaulinės ekosistemos dalyvavimo maistinių medžiagų perdirbimas (pvz., anglies ciklas, azoto ciklas).

Šie procesai grąžina svarbias anglies ir azoto turinčias molekules, kurios praėjo iš viršaus vadinamoji maisto grandinė prie sistemos apačioje esančių bakterijų, padarydama jas prieinamomis naujiems augalams ir gyvūnams augimas; Šiems organizmams mirus, jų anglies ir azoto atomai vėl grįžta į dirvą ir vandenį, dažnai po to, kai bakterijos veikia, kad suardytų jų liekanas ir išgautų energiją savo pačių augimui.

Bakterijos Žemėje egzistuoja apie 3,5 milijardo metų, tai reiškia, kad jos egzistuoja maždaug tris ketvirtadalius tiek pat laiko, kiek ir pati Žemė.

(Apsvarstykite, kad manoma, kad dinozaurai išnyko maždaug prieš 65 milijonus metų; tai yra mažiau nei vienapenkiasdešimtoji taip giliai į geologinę istoriją, kaip ir bakterijų išvaizda.)

Jų prokariotiniai giminaičiai archėjos, buvo dar ilgiau. Galite pamatyti, kad terminai rašomi didžiąja raide Archėjos ir bakterijos taip pat yra taksonominių sričių, apimančių šiuos organizmus, pavadinimai.

„Archėjai“, jei ne kas kita, neprivalo konkuruoti su ištekliais su kitais organizmais, nes jie gyvena tik pačiuose nepalankiausiuose organizmuose įsivaizduojamos aplinkos: verdantis karštas arba ypač rūgštus vanduo, ypač druskingi (sūrūs) baseinai, sieros sunkios vulkaninės angos ir giliai viduje Antarkties ledas.

Manoma, kad bakterijos ir archėjos atsiskyrė maždaug prieš 4 milijardus metų.

Nors bakterijas ir archėjas lengva pamatyti kaip artimus pusbrolius, biocheminiu ir genetiniu lygiu šios dvi organizmų grupės skiriasi tiek nuo kitų, tiek nuo žmonių.

Eukariotai pirmą kartą atsirado praėjus milijonams metų po pirmųjų bakterijų, ir manoma, kad jų atsiradimas yra vieno prokarioto tipo praryjimo rezultatas, kuris laikui bėgant „pasiteisino“; įsivaizduokite, kaip „AirBnB“ viešnagė virsta nuolatine kambario drauge.

Tiksliau, organelės viduje eukariotų ląstelių vadinamas mitochondrijos, kurie yra atsakingi už aerobinę medžiagų apykaitą ir todėl eukariotų dydžiai gali būti palyginti dideli manoma, kad jų priklausymas nuo deguonies (aerobinis reiškia „su deguonimi“) kadaise buvo savarankiškos bakterijos teisingai.

Niekam nėra išskirtinai priskirta bakterijų atradimas, bet XVII amžiaus olandų mokslininkas Antonijus von Leeuwenhoek yra įskaityta už tai, kad pirmasis naudojo mikroskopą, kad atliktų išsamius jų tyrimus organizmai.

Tik 1800-aisiais mokslininkai, tarp jų Robertas Kochas ir Louis Pasteursužinokite, kad bakterijos gali sukelti žmonių ligas, ir medicinos mokslininkai tik prieš pat Antrąjį pasaulinį karą, XX a. pirmosios pusės pabaigoje nustatė ir pradėjo naudoti antibiotikus, kurie yra natūralios ar sintetinės cheminės medžiagos, galinčios sustabdyti bakterijų dauginimąsi jos pėdsakuose, nužudant organizmus ar jų nesunaikinant. tiesiai.

Kaip gyvūnai gali įgauti svaiginantį įvairių rūšių fizinių formų rinkinį, skirtingų tipų bakterijos apima įvairias formas ir dydžius, kaip aprašyta kitame skyriuje.

Visoms eukariotų ląstelėms būdingi tam tikri bruožai, tačiau daugelis bakterijų požymių yra universalūs.

Bene svarbiausia nepriklausoma bakterijos struktūra yra ląstelių sienelės. (Atkreipkite dėmesį, kad „tik“ apie 90 proc. Bakterijų iš tikrųjų turi šią savybę.)

Be jų funkcijos ir cheminės sudėties, ląstelės sienelė yra išorinė ląstelės membranai, kurią visos ląstelės turi, yra naudojamas bakterijoms skirstyti pagal sienos reakciją į laboratorijos procedūrą, vadinamą Gramo dėmėmis.

Vadinamosios gramteigiamos (G +) bakterijos, kurios išlaiko didžiąją dalį dažymo procese naudojamų dažų, turi sienas, kurios nusidažiusios būna purpurinės spalvos, o gramneigiamos (G-) bakterijos, kurios išskiria didžiąją dalį dažų, atrodo rožinis. (Paprastai „gramteigiami“ ir „gramneigiami“ nėra rašomi didžiosiomis raidėmis, nepaisant to, kad šaknies žodis yra tikrovardis.)

Tiek G +, tiek G- bakterijų ląstelių sienelėse yra medžiagų, vadinamų peptidoglikanai kurių niekur kitur nėra gamtoje.

Apie 90 procentų G + ląstelių sienelių yra pagamintos iš peptidoglikanų, o likusi dalis susideda iš teichoicrūgštis.

Priešingai, tik apie 10 procentų G- bakterijų ląstelių sienelių susideda iš peptidoglikanų. G- bakterijos taip pat turi plazmos membraną ląstelės sienelės išorėje, kad papildytų pirminę ląstelės membrana po juo.

Kartu ląstelės sienelė ir viena ar dvi bakterijos ląstelių membranos sudaro tai, kas bendrai vadinama ląstelių vokas.

Genetinė bakterijų informacija yra dezoksiribonukleino rūgštyje (DNR), kaip ir eukariotuose. Tačiau bakterijų ląstelėse trūksta branduolių, kur DNR randama eukariotuose, todėl bakterijų DNR randama citoplazma (ląstelės medžiaga ląstelės membranoje) laisvame sruogų išdėstyme, vadinamame nukleoidas.

•••Mokslo

Išorinės ląstelės sienelės ir projekcijos į išorinę aplinką yra įvairios struktūros, dalyvaujančios judinant bakterijas ir keičiantis genetine informacija su kitomis bakterijomis.

A flagellum yra į botagą panaši projekcija, veikianti panašiai kaip sraigtas valtyje ir susideda iš kaitinamojo siūlo, kablio ir variklio, kurie visi yra pagaminti iš skirtingų baltymų.

A pilum (daugiskaitos pili) yra mažesnė, į plaukus panaši projekcija, kuri gali atlikti nedidelį vaidmenį judant, tačiau ji dažniausiai naudojama bakterijoms pritvirtinti prie kitų ląstelių paviršių. Kai ši kita ląstelė pati yra bakterija, rezultatas gali būti konjugacija arba DNR perkėlimas iš vienos bakterinės ląstelės į kitą.

Ribosomos, kurių taip pat yra eukariotuose, yra baltymų sintezės vietos ląstelėse.

Šios struktūros, išsisklaidžiusios citoplazmoje, naudoja per DNR koduotą informaciją į kurjerio ribonukleino rūgštį (iRNR) sukurti specifinius baltymus iš aminorūgščių subvienetų, kuriuos kiti baltymai perkelia į ribosomas.

Be bakterijų skirstymo į kategorijas pagal jų minėtą elgesį su ląstelių sienomis, bakterijas galima atskirti pagal jų formas.

Yra trys pagrindinės formos:

1. Kokiai (vienaskaita: coccus), kurie yra maždaug sferiniai
2. Bacilos (bacilos), kurios yra lazdelės formos
3. S_pirilla_ (spirillum), kurie susukti į spiralės formą.

Kokai dažnai būna kolonijose.

Diplokokai yra kokai, išdėstyti poromis; streptokokai yra grandinėse. Stafilokokai egzistuoja netaisyklingose, į vynuoges panašiuose klasteriuose. Bacilos yra didesnės už kokus, o kai jos dalijasi, rezultatas gali būti grandinė (streptobacilos) arba rutulinis klasteris (kokobacilos).

Galiausiai spirilla yra trijų skirtingų skonių: vibrio, kuris yra išlenktas strypas, formos kablelis; spirochete, plona ir lanksti spiralė; ir „tipinis“ spirillum, kuris suformuoja standžią spiralę.

Bakterijos dauginasi vadinamuoju procesu dvejetainis dalijimasis, dėl kurio susidaro dvi dukterinės bakterijos, kurių kiekviena savo sudėtimi yra praktiškai identiška „pagrindinei“ bakterijai ir yra lygi viena kitai.

Tai yra nelytinė dauginimosi forma ir panaši į eukariotų ląstelėse pastebimą mitozę.

Tačiau mitozė griežtai reiškia ląstelės genetinės medžiagos arba DNR replikaciją. Nors tai įvyksta beveik derinant visas eukariotų ląsteles, vienos eukariotinės ląstelės skilimas į dvi yra vadinamas citokinezė.

Prisiminkime, kad bakterijos DNR nėra supakuota į branduolį, ji sėdi citoplazmoje laisvai organizuotų sruogų rinkinyje.

Ruošiantis dvejetainiam skilimui, visa bakterinė ląstelė pailgėja koordinuotai, plečiantis ir ląstelės sienelei, ir citoplazmai. Kai tai vyksta, ląstelė pradeda daryti visiškai naują savo DNR kopiją (replikaciją).

„Linija“, kuria dalijasi bakterija, vadinama a pertvara, formuojasi ląstelės centre; pertvaros sintezė priklauso nuo baltymo, vadinamo FtsZ.

Iš pradžių pertvara atrodo kaip žiedas, bet paskui ji stumia kelią priešingų ląstelės pusių link, galiausiai nulemdama skilimą ir dviejų dukterinių bakterijų susidarymą.

Dėl dvejetainio dalijimosi susidaro du sveiki, funkciniai organizmai, tai yra bakterijų susidarymo laikas dažnai skiriami valandomis, paprastai yra daug trumpesni nei eukariotinių organizmų, kurie paprastai matuojami mėnesiais arba metų.

Susijusi tema: Atsparumas antibiotikams