Bakterie: definicja, rodzaje i przykłady

Bakterie to najliczniejsze żywe organizmy na planecie, a także jedne z najstarszych znanych form życia. Prostota i malutkie rozmiary bakterii w pewien sposób maskują odporność, starożytność i wszechobecność tych form życia.

TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)

Bakterie są organizmami jednokomórkowymi i reprezentują jedną z dwóch domen należących do kategorii taksonomicznej znanej jako prokariota. Druga to Archaea, która może przetrwać niektóre z bardziej ekstremalnych warunków środowiskowych na Ziemi.

Słowo "prokariota" pochodzi z greckiego "przed jądrem", co podkreśla główną różnicę między prokariontami a ich nowszymi odpowiednikami w biosferze, eukarionty („dobre jądro”).

Krótko mówiąc, prokariota to organizmy jednokomórkowe z bezjądrowy komórki, podczas gdy eukarionty są organizmami wielokomórkowymi z zarodkowana komórki; w obu kategoriach istnieją rzadkie wyjątki.

Bakterie są aktywne praktycznie w każdym znanym ekosystemie na planecie (ekosystem to zbiór organizmów oddziałujących we wspólnym środowisku fizycznym).

Chociaż ich główna sława leży w ich zdolności do wywoływania szeregu chorób zakaźnych, wiele z nich potencjalnie śmiertelne, wiele bakterii faktycznie odgrywa korzystną rolę w życiu ludzi i innych eukarionty.

Kiedy dwa różne rodzaje organizmów żyją razem w sposób korzystny dla obu, nazywa się to symbioza. (Można to skontrastować z pasożytnictwo, gdzie jeden z dwóch organizmów czerpie korzyści ze szkodą dla drugiego, np. tasiemce żyjące w jelitach ssaków i powodujące problemy zdrowotne człowieka.)

Jednym z przykładów symbiozy między bakteriami a ludźmi jest wytwarzanie przez określony gatunek bakterii witaminy K, niezbędnej cząsteczki w krzepnięciu krwi.

Inne bakterie żyją w symbiozie na ludzkiej skórze i w innych częściach ciała i mogą pomóc zniszczyć komórki chorobotwórcze, a także pomóc w układ trawienny.

Poza tym kulinarny krajobraz byłby zupełnie inny bez bakterii w mieszance. Bez nich świat nie miałby serów, jogurtów i innych produktów spożywczych, których produkcja opiera się na kontrolowanych i monitorowanych działaniach tych mikroorganizmów.

Mniej niż jeden procent znanych bakterii jest zdolnych do wywoływania chorób u ludzi.

Jednak infekcje bakteryjne pozostają jedną z największych przyczyn zgonów i chorób na całym świecie, szczególnie na obszarach o złych warunkach sanitarnych, gęstość zaludnienia i ograniczony dostęp do odpowiednich antybiotyków do zwalczania bakterii – problemy zdrowia publicznego, które niestety często występują u połączenie.

Niektóre z bardziej powszechnych rodzajów bakterii, które są patogenne lub wywołują choroby u ludzi, są jednymi z Paciorkowce i Gronkowce jak również MI. coli.

Paciorkowiec i Staphylococcus to nazwy rodzajowe, a każda kategoria obejmuje różne gatunki chorobotwórcze. MI. coli, skrót od Escherichia coli, jest specyficznym rodzajem bakterii, więc uwzględniono zarówno rodzaj, jak i nazwę gatunku, podobnie jak Homo sapiens odnosić się do współczesnych ludzi.

Przez świat taksonomiczny, nazwa rodzaju jest zawsze pisana wielkimi literami, podczas gdy nazwa gatunku nigdy.

Bakterie również pozytywnie wpływają na globalny ekosystem, uczestnicząc w recykling składników odżywczych (np. obieg węgla, obieg azotu).

Procesy te zwracają ważne cząsteczki zawierające węgiel i azot, które przeszły z góry tak zwany łańcuch pokarmowy do bakterii na dole do systemu, dzięki czemu są dostępne dla nowych roślin i zwierząt wzrost; kiedy te organizmy umierają, ich atomy węgla i azotu wracają do gleby i wody, często po tym, jak bakterie rozkładają ich szczątki i pozyskują energię do własnego wzrostu.

Bakterie istnieją na Ziemi od około 3,5 miliarda lat, co oznacza, że ​​istnieją od około trzech czwartych okresu istnienia Ziemi.

(Weź pod uwagę, że uważa się, że dinozaury wyginęły około 65 milionów lat temu; to mniej niż jeden-pięćdziesiąty tak głęboko w historii geologicznej, jak pojawienie się bakterii.)

Ich prokariotyczni krewni, archeony, są obecne jeszcze dłużej. Możesz zobaczyć terminy pisane wielką literą; Archaea i Bacteria to również nazwy domen taksonomicznych obejmujących te organizmy.

„Archajowie”, jeśli nic więcej, nie muszą konkurować z zasobami z innymi organizmami, ponieważ zamieszkują tylko najbardziej niekorzystne środowisko jakie można sobie wyobrazić: wrząca lub bardzo kwaśna woda, ekstremalnie zasolone (słone) baseny, otwory wulkaniczne z dużą ilością siarki i głęboko w środku Lód Antarktyczny.

Uważa się, że podział bakterii i archeonów miał miejsce około 4 miliardów lat temu.

Chociaż łatwo jest postrzegać bakterie i archeony jako bliskich kuzynów, na poziomie biochemicznym i genetycznym te dwie grupy organizmów różnią się od siebie tak samo, jak każda z nich od ludzi.

Eukarionty pojawiły się po raz pierwszy miliony lat po pojawieniu się pierwszych bakterii i przypuszcza się, że ich pojawienie się jest wynikiem pochłonięcia jednego typu prokariota przez inny w sposób, który „rozwinął się” z biegiem czasu; wyobraź sobie, że pobyt AirBnB zmienia się w stałą sytuację współlokatora.

W szczególności organelle wewnątrz komórek eukariotycznych zwanych mitochondria, które są odpowiedzialne za metabolizm tlenowy, a tym samym stosunkowo duże rozmiary, które eukarionty mogą osiągnąć dzięki: ich zależność od tlenu (tlen oznacza „z tlenem”), uważa się, że kiedyś były samodzielnymi bakteriami dobrze.

Nikomu nie przypisuje się odkrycia bakterii, ale XVII-wieczny holenderski naukowiec Antony von Leeuwenhoek jako pierwszy użył mikroskopu do przeprowadzenia szeroko zakrojonych badań organizmy.

Dopiero w XIX wieku naukowcy, w tym Robert Koch i Ludwik Pasteur, dowiadują się, że bakterie mogą powodować choroby u ludzi i dopiero na krótko przed II wojną światową, pod koniec pierwszej połowy XX wieku, naukowcy medyczni zidentyfikował i zaczął używać antybiotyków, które są naturalnymi lub syntetycznymi substancjami chemicznymi, które mogą powstrzymać rozmnażanie się bakterii, z zabijaniem lub bez zabijania organizmów wprost.

Tak jak zwierzęta mogą przybierać oszałamiający wachlarz form fizycznych od jednego gatunku do drugiego, tak różne rodzaje bakterii mają różne kształty i rozmiary, jak opisano w następnej sekcji.

Tak jak wszystkie komórki eukariotyczne mają pewne cechy wspólne, jednak wiele cech bakterii jest uniwersalnych.

Być może najważniejszą niezależną strukturą bakterii jest Ściana komórkowa. (Zauważ, że „tylko” około 90 procent bakterii faktycznie posiada tę cechę.)

Oprócz ich funkcji i składu chemicznego, ściana komórkowa, która jest zewnętrzna w stosunku do błony komórkowej, to wszystkie komórki have, służy do podziału bakterii na podstawie reakcji ściany na laboratoryjną procedurę zwaną barwieniem Grama.

Tak zwane bakterie gram-dodatnie (G+), które zatrzymują większość barwnika użytego w procesie barwienia, mają ściany, które mają purpurowy kolor po zabarwieniu, podczas gdy bakterie Gram-ujemne (G-), które uwalniają większość barwnika, pojawiają się różowy. (Tradycyjnie „gram-dodatni” i „gram-ujemny” nie są pisane wielkimi literami, mimo że słowo główne jest rzeczownikiem własnym).

Ściany komórkowe bakterii G+ i G- zawierają substancje zwane peptydoglikany które nie występują nigdzie indziej w naturze.

Około 90 procent ścian komórkowych G+ składa się z peptydoglikanów, a pozostała część składa się z teichoickwas.

W przeciwieństwie do tego, tylko około 10 procent ścian komórek bakterii G składa się z peptydoglikanów. Bakterie G- zawierają również błonę plazmatyczną na zewnątrz ściany komórkowej, aby uzupełnić pierwotną Błona komórkowa pod nim.

Razem ściana komórkowa i jedna lub dwie błony komórkowe bakterii tworzą to, co wspólnie określa się jako koperta komórkowa.

Informacja genetyczna bakterii zawarta jest w kwasie dezoksyrybonukleinowym (DNA), podobnie jak u eukariontów. Komórki bakteryjne nie mają jednak jąder, w których DNA znajduje się u eukariontów, więc DNA bakterii znajduje się w cytoplazma (substancja komórki w błonie komórkowej) w luźnym układzie pasm zwanych nukleoid.

•••Nauka

Na zewnątrz ściany komórkowej i wystające na zewnątrz znajdują się różne struktury, które uczestniczą w przemieszczaniu się bakterii i wymianie informacji genetycznej z innymi bakteriami.

ZA rozłóg jest projekcją podobną do bicza, która działa podobnie jak śmigło łodzi i składa się z włókna, haka i silnika, z których wszystkie są wykonane z różnych białek.

ZA pilum (liczba mnoga) to mniejsza, podobna do włosa wypustka, która może odgrywać niewielką rolę w poruszaniu się, ale najczęściej jest używana do przyczepiania bakterii do powierzchni innych komórek. Kiedy ta druga komórka sama jest bakterią, wynikiem może być koniugacja lub przenoszenie DNA z jednej komórki bakteryjnej do drugiej.

Rybosomy, które są również obecne u eukariontów, są miejscami syntezy białek w komórkach.

Znalezione rozproszone w cytoplazmie, struktury te wykorzystują informację zakodowaną przez DNA w przekaźnikowym kwasie rybonukleinowym (mRNA) do budowy specyficznych białek z podjednostek aminokwasowych transportowanych do rybosomów przez inne białka.

Oprócz podziału bakterii na kategorie na podstawie ich wyżej wymienionego zachowania polegającego na wybarwianiu ścian komórkowych, bakterie można rozróżnić na podstawie ich kształtu.

Tam są trzy podstawowe formy:

1. Cocci (liczba pojedyncza: coccus), które są z grubsza kuliste
2. Bacilli (bacillus), które mają kształt pręcika
3. S_pirilla_ (spirillum), które są skręcone w spiralny kształt.

Cocci często znajdują się w koloniach.

Diplokoki są kokcy ułożone parami; paciorkowce znajdują się w łańcuchach. Gronkowce występują w nieregularnych, przypominających winogrona gronach. Bacilli są większe niż cocci, a kiedy się dzielą, wynikiem może być łańcuch (paciorkowce) lub gromada kulista (coccobacilli).

Wreszcie spirilla występuje w trzech smakach: wibrio, który jest zakrzywionym prętem w kształcie przecinka; krętek, cienka i elastyczna spirala; i „typowy” spirylla, który tworzy sztywną spiralę.

Bakterie rozmnażają się w procesie zwanym binarne rozczepienie, co skutkuje powstaniem dwóch bakterii potomnych, z których każda jest praktycznie identyczna pod względem składu z bakterią „rodzicielską” i jednakowa pod względem wielkości.

Jest to bezpłciowa forma rozmnażania, podobna do mitozy obserwowanej w komórkach eukariotycznych.

Jednak mitoza odnosi się ściśle do replikacji materiału genetycznego komórki, czyli DNA. Chociaż dzieje się to prawie zgodnie z podziałem całych komórek eukariotycznych, podział jednej komórki eukariotycznej na dwie nazywa się cytokineza.

Przypomnijmy, że DNA bakterii nie jest upakowane w jądrze, ale raczej znajduje się w cytoplazmie w zestawie luźno zorganizowanych nici.

Przygotowując się do rozszczepienia binarnego, cała komórka bakteryjna wydłuża się w skoordynowany sposób, przy czym zarówno ściana komórkowa, jak i cytoplazma stają się bardziej rozległe. Gdy to się dzieje, komórka zaczyna tworzyć całkowicie nową kopię swojego DNA (replikację).

„Linia”, wzdłuż której będzie się dzielić bakteria, zwana a przegroda nosowa, tworzy się w środku komórki; synteza przegrody opiera się na białku zwanym FtsZ.

Początkowo przegroda wygląda jak pierścień, ale potem przesuwa się w kierunku przeciwnych stron komórki, co ostatecznie prowadzi do rozszczepienia i powstania dwóch bakterii potomnych.

Ponieważ rozszczepienie binarne powoduje powstanie dwóch całych, funkcjonalnych organizmów, czasy generacji bakterii, które są często podawane w godzinach, są zwykle znacznie krótsze niż w przypadku organizmów eukariotycznych, które są zwykle mierzone w miesiącach lub lat.

Powiązany temat: Odporność na antybiotyki