Katere značilnosti so skupne vsem bakterijam?

Bakterije, ki jih pogosto obravnavamo kot najpreprostejše oblike življenja, tvorijo raznoliko skupino organizmov. Zaradi raznolikosti bakterij je bila ta skupina razdeljena na dve področji življenja, na Eubacteria in Archaea. Kljub tej raznolikosti imajo bakterije številne značilnosti, predvsem prokariontske celice. Poleg tega obstajajo številne značilnosti, kot je sestava celične stene, ki jo med evbakterijami pogosto delijo arhejci, čeprav obstoj nekaterih bakterij brez teh skorajda vseprisotnih lastnosti to poudarja raznolikost.

Morda je najbolj neposredna značilnost bakterij njihov obstoj kot enocelični organizmi. Medtem ko večina bakterij, tako Arhejcev kot evbakterij, celoten svoj mikroskopski življenjski cikel preživi kot samostojen posameznik celice, nekatere, kot so miksobakterije v tleh, bodo v svojem življenju tvorile večcelična plodna telesa cikel.

Eukariontske celice, kot so rastline, živali in glive, imajo z membrano vezano jedro, ki celico DNA deli iz preostale celice. Druge funkcije znotraj teh celic se prav tako ločijo v specializirane membransko vezane organele, kot so mitohondriji za celično dihanje in kloroplasti za fotosintezo. Bakterijam v celicah manjka jedro in zapleteni organeli. To ne pomeni, da bakterije nimajo notranje organizacije, saj se njihova DNK pogosto zapleni v območje bakterijske celice, znano kot nukleoid. Pomembno pa je omeniti, da nukleoid fizično ni ločen od ostale celice z membrano.

Čeprav so plazemske membrane pogoste v drugih živih celicah, te membrane niso značilnost bakterij. Odsotnost notranjih organelov sprosti številne funkcije, ki se v evkariontskih celicah pojavijo na plazemski membrani bakterij. Na primer, posebne informacije o plazemski membrani omogočajo fotosintetičnim bakterijam, da delujejo odvisno od svetlobe reakcije fotosinteze, ki jih fotosintetski evkarionti izvajajo na tikaloidnih membranah znotraj kloroplast.

Celična stena peptidoglikana je pogosta značilnost med evbakterijami. Ta celična stena obdaja bakterijsko celico, zagotavlja moč in preprečuje rupture v spreminjajočih se okoljih. Eden temeljnih testov, ki se izvajajo pri prepoznavanju bakterij, je madež po Gramu, ki razvršča po kategorijah eubakterije kot gram pozitivne ali gram negativne glede na sposobnost celične stene, da zadrži kristal vijolično barvilo. Celična stena je tarča antibiotika penicilina in njegovih derivatov. Penicilin zavira tvorbo celične stene in lahko uniči stene, zlasti pri hitro rastočih in razmnoževalnih bakterijah. Še enkrat poudarjam raznolikost v tej skupini, da vse evbakterije nimajo peptidoglikanske celične stene. V celični steni klamidije ni peptidoglikana. Mikoplazmi nima nobene celične stene. Arhejci imajo tudi celično steno, vendar uporabljajo snovi, ki niso peptidoglikan.

Večkratni linearni kromosomi, ki so pogosto grafično predstavljeni v učbenikih biologije, so značilni za evkarionte. Nasprotno pa imajo tako arhejci kot evbakterije enojni krožni kromosom in zaporedje DNA, veliko krajše od tistega, ki ga najdemo pri evkariontih. Krajše zaporedje DNA lahko delno razložimo s sorazmerno zmanjšano kompleksnostjo bakterijskih celic, pa tudi je posledica zmanjšane prisotnosti intronov - segmentov gena, ki se odstranijo med prevajanjem DNA v beljakovine. Bakterijski genom je povečan z manjšimi fragmenti DNA, znanimi kot plazmidi, čeprav ti niso edinstveni za bakterije in jih najdemo tudi v evkariontih. Plazmidi se razmnožujejo znotraj bakterijske celice neodvisno od bakterijskega kromosoma in se lahko izmenjujejo med različnimi bakterijskimi organizmi. Plazmidi lahko gostiteljski celici dajo lastnosti, kot je odpornost na antibiotike.