Какие характеристики являются общими для всех бактерий?

Бактерии, которые часто считаются простейшими формами жизни, составляют разнообразную группу организмов. Разнообразие бактерий привело к разделению этой группы на две области жизни: эубактерии и археи. Несмотря на это разнообразие, бактерии имеют ряд общих характеристик, в первую очередь прокариотических клеток. Кроме того, существует ряд характеристик, таких как состав клеточной стенки, широко распространенный среди эубактерий и архей, хотя существование некоторых бактерий без этих почти повсеместных характеристик подчеркивает их разнообразие.

Возможно, наиболее очевидной характеристикой бактерий является их существование как одноклеточных организмов. В то время как большинство бактерий, как архей, так и эубактерий, проводят весь свой микроскопический жизненный цикл как независимые клетки, некоторые, такие как обитающие в почве миксобактерии, образуют многоклеточные плодовые тела как часть своей жизни цикл.

Эукариотические клетки, такие как клетки растений, животных и грибов, обладают мембранно-связанным ядром, которое отделяет ДНК клетки от остальной части клетки. Другие функции этих клеток также разделены на специализированные мембраносвязанные органеллы, такие как митохондрии для клеточного дыхания и хлоропласты для фотосинтеза. Бактерии лишены ядра и сложных органелл внутри своих клеток. Это не означает, что бактерии не обладают внутренней организацией, поскольку их ДНК часто изолирована в области бактериальной клетки, известной как нуклеоид. Однако важно отметить, что нуклеоид физически не отделен от остальной части клетки мембраной.

Хотя плазматические мембраны обычны для других живых клеток, эти мембраны не являются особенностью бактерий. Отсутствие внутренних органелл перекладывает многие функции, которые происходят в эукариотических клетках, на плазматическую мембрану бактерий. Например, специальные складки плазматической мембраны позволяют фотосинтетическим бактериям выполнять светозависимые реакции фотосинтеза, которые фотосинтезирующие эукариоты проводят на тикалоидных мембранах внутри хлоропласт.

Клеточная стенка пептидогликана - обычное явление среди эубактерий. Эта клеточная стенка окружает бактериальную клетку, обеспечивая прочность и предотвращая разрыв в изменяющейся окружающей среде. Одним из фундаментальных тестов, выполняемых при идентификации бактерий, является окрашивание по Граму, которое классифицирует эубактерии как грамположительные или грамотрицательные в зависимости от способности клеточной стенки удерживать кристаллы фиолетовый краситель. Клеточная стенка является мишенью антибиотика пенициллина и его производных. Пенициллин подавляет образование клеточной стенки и может разрушать стенки, особенно у быстро растущих и размножающихся бактерий. Еще раз подчеркивая разнообразие внутри этой группы, не все эубактерии обладают клеточной стенкой пептидогликана. В клеточной стенке хламидий отсутствует пептидогликан. У микоплазмы отсутствует клеточная стенка. Археи также обладают клеточной стенкой, но используют другие вещества, кроме пептидогликана.

Множественные линейные хромосомы, часто представленные графически в учебниках биологии, характерны только для эукариот. И наоборот, как археи, так и эубактерии обладают одинарной кольцевой хромосомой и последовательностью ДНК, которая намного короче, чем у эукариот. Более короткая последовательность ДНК может частично объясняться сравнительно меньшей сложностью бактериальных клеток, но также результат уменьшения присутствия интронов - сегментов гена, которые удаляются во время трансляции ДНК в белок. Бактериальный геном дополняется более мелкими фрагментами ДНК, известными как плазмиды, хотя они не являются уникальными для бактерий и также встречаются у эукариот. Плазмиды реплицируются в бактериальной клетке независимо от бактериальной хромосомы и могут обмениваться между различными бактериальными организмами. Плазмиды могут придавать клетке-хозяину такие свойства, как устойчивость к антибиотикам.