Бактерії: визначення, типи та приклади

Бактерії - це найпоширеніші живі організми на планеті, а також деякі найдавніші відомі форми життя. Простота і крихітні розміри бактерій певним чином маскують стійкість, давність і повсюдність цих форм життя.

TL; ДР (занадто довгий; Не читав)

Бактерії - це одноклітинні організми, і вони представляють один із двох доменів у систематичній категорії, відомій як прокаріоти. Інший - Археї, які можуть пережити деякі найекстремальніші екологічні умови Землі.

Слово "прокаріот"походить від грецького" перед ядром ", що підкреслює основну різницю між прокаріоти та їх нещодавно виниклими колегами в біосфері, еукаріоти ("хороше ядро").

Словом, прокаріоти - це одноклітинні організми з ануклеат клітина, тоді як еукаріоти - це багатоклітинні організми з ядерний клітини; рідкісні винятки існують в обох категоріях.

Бактерії активні практично в усіх відомих екосистемах на планеті (екосистема - це сукупність організмів, що взаємодіють у загальному фізичному середовищі).

Хоча їх основна слава полягає в їх здатності викликати низку інфекційних захворювань, багато з них потенційно смертельні, багато бактерій насправді відіграють корисну роль у житті людей та інших еукаріоти.

Коли два різні види організмів живуть разом, вигідно для обох, це називається симбіоз. (Цьому можна протиставити паразитизм, де один з двох організмів приносить шкоду іншому, наприклад, стрічкові черв’яки, що живуть в кишечнику ссавців і в процесі цього викликають проблеми зі здоров’ям людини.)

Одним із прикладів симбіозу між бактеріями та людиною є вироблення певними видами бактерій вітаміну К, необхідної молекули для згортання крові.

Інші бактерії живуть симбіотично на шкірі людини та в інших місцях тіла, і вони можуть допомогти знищити хвороботворні клітини, а також допомогти в Травна система.

Крім того, кулінарний ландшафт був би помітно іншим без бактерій у суміші. Без них у світі не було б сиру, йогурту та інших продуктів, які покладаються на контрольовану та контрольовану діяльність цих мікроорганізмів для їх виробництва.

Менше одного відсотка відомих бактерій здатні викликати захворювання у людей.

Однак бактеріальні інфекції залишаються однією з найбільших причин смерті та захворювань у всьому світі, особливо в районах із низьким рівнем санітарії щільність населення та обмежений доступ до правильних антибіотиків для боротьби з бактеріями - проблеми охорони здоров'я, які, на жаль, часто зустрічаються в комбінація.

Деякі з найбільш поширених видів бактерій, які є патогенними або викликають хвороби, у людей є деякими Стрептококи і Стафілококи так само, як E. coli.

Стрептокок і Стафілокок є назвами родів, і кожна категорія включає різноманітні патогенні види. E. coli, скорочення від Кишкова паличка, є специфічним видом бактерій, тому рід і назва виду включені, як і Homo sapiens для позначення сучасних людей.

Через таксономічний світ, назва роду завжди пишеться з великої літери, тоді як назва виду ніколи не є.

Бактерії також позитивно впливають на глобальну екосистему, беручи участь у переробка поживних речовин (наприклад, цикл вуглецю, цикл азоту).

Ці процеси повертають важливі молекули, що містять вуглець і азот, що пройшли з верху так званий харчовий ланцюг до бактерій внизу системи, що робить їх доступними для нових рослин і тварин зростання; коли ці організми гинуть, їх атоми вуглецю та азоту знаходять шлях назад у ґрунт та воду, часто після того, як бактерії діють на розкладання їх решток та видобування енергії для власного росту.

Бактерії існують на Землі близько 3,5 мільярда років, це означає, що вони існують приблизно на три чверті стільки, скільки сама Земля.

(Вважайте, що динозаври, як вважають, вимерли близько 65 мільйонів років тому; це менше одного-п’ятдесятий настільки глибоко в геологічній історії, як і поява бактерій.)

Їхні родичі прокаріоти, археї, були присутні ще довше. Ви можете побачити терміни з великої літери; Археї та бактерії - це також назви таксономічних доменів, що охоплюють ці організми.

"Археям", якщо нічому іншому, не доводиться конкурувати з ресурсами з іншими організмами, бо вони населяють лише найбільш несприятливі середовища, які можна собі уявити: кипляча гаряча або надзвичайно кисла вода, надзвичайно солоні (солоні) басейни, важкі сірчані вулканічні отвори і глибоко всередині Антарктичний лід.

Вважається, що розщеплення бактерій та архей відбулося близько 4 мільярдів років тому.

Хоча бачити бактерії та археї як близьких двоюрідних братів і сестер, на біохімічному та генетичному рівні ці дві групи організмів настільки ж відрізняються один від одного, як і люди.

Вперше еукаріоти з’явилися мільйони років після появи перших бактерій, і вважається, що їх поява є результатом того, що один тип прокаріотів поглинає інший таким чином, який «відпрацьовується» з часом; уявіть, що перебування AirBnB перетворюється на ситуацію постійного співмешканця.

Зокрема, органели всередині еукаріотичних клітин називається мітохондрії, які відповідають за аеробний метаболізм і, отже, порівняно масивні розміри, які можуть досягти еукаріоти їхня залежність від кисню (аеробне означає "з киснем"), вважається, що колись вони були самостійними бактеріями правильно.

Ніхто не має однозначної заслуги за відкриття бактерій, але голландський учений 17 століття Антоній фон Левенгук вважається першим, хто використовував мікроскоп для проведення їх широких досліджень організми.

Лише у 1800-х роках це зробили вчені, серед них Роберт Кох і Луї Пастер, дізнаємось, що бактерії можуть викликати хвороби у людей, і лише незадовго до Другої світової війни наприкінці першої половини 20 століття вчені-медики виявив і почав використовувати антибіотики, які є природними або синтетичними хімічними речовинами, які можуть зупинити розмноження бактерій у своїх слідах, з або без загибелі організмів відверто.

Подібно до того, як тварини можуть приймати запаморочливий масив фізичних форм від одного виду до іншого, різні типи бактерій мають різноманітну форму і розмір, як описано в наступному розділі.

Подібно до того, як усі еукаріотичні клітини мають певні спільні риси, проте багато атрибутів бактерій є універсальними.

Мабуть, найважливішою незалежною структурою бактерії є Клітинна стінка. (Зверніть увагу, що "лише" близько 90 відсотків бактерій насправді мають цю особливість.)

Окрім їх функції та хімічного складу, клітинна стінка, яка зовні клітинної мембрани, є всі клітини have, використовується для поділу бактерій на основі реакції стінки на лабораторну процедуру, яка називається плямою Грама.

Так звані грампозитивні (G +) бактерії, які зберігають більшу частину барвника, використовуваного в процесі фарбування, мають стінки, які виявляють фіолетовий колір при фарбуванні, тоді як з’являються грамнегативні (G-) бактерії, які виділяють більшу частину барвника рожевий. (Традиційно "грампозитивні" та "грамнегативні" не пишуться з великої літери, незважаючи на те, що кореневе слово є власним іменником.)

І клітини стінок бактерій G + і G- містять речовини, що називаються пептидоглікани які більше ніде не зустрічаються в природі.

Близько 90 відсотків клітинних стінок G + складаються з пептидогліканів, а решта складається з тейхоїчнийкислота.

На відміну від цього, лише близько 10 відсотків стінок клітин G-бактерій складаються з пептидогліканів. G-бактерії також включають плазматичну мембрану на зовнішній стороні клітинної стінки для доповнення первинної клітинна мембрана під ним.

Разом клітинна стінка і одна або дві клітинні мембрани бактерії складають те, що спільно називають клітинний конверт.

Генетична інформація бактерій міститься в дезоксирибонуклеїновій кислоті (ДНК), як і у еукаріотів. Бактеріальним клітинам, однак, не вистачає ядер, саме тут ДНК міститься в еукаріотах, тому бактеріальна ДНК міститься в цитоплазма (речовина клітини всередині клітинної мембрани) у пухкому розташуванні ниток, званих нуклеоїд.

•••Наукове

Зовнішність клітинної стінки та проекція в зовнішнє середовище є різними структурами, які беруть участь у переміщенні бактерій та обміні генетичною інформацією з іншими бактеріями.

A джгутик являє собою хлистоподібний виступ, який працює майже так само, як пропелер на човні, і складається з нитки розжарення, гачка та двигуна, всі вони виготовлені з різних білків.

A pilum (множина пілі) - це менший, схожий на волосся виступ, який може відігравати незначну роль у русі, але найчастіше використовується для прикріплення бактерій до поверхонь інших клітин. Коли ця інша клітина сама є бактерією, результатом може бути кон'югація або переміщення ДНК з однієї бактеріальної клітини в іншу.

Рибосоми, які також є в еукаріотів, є місцями синтезу білка всередині клітин.

Знайдені в цитоплазмі, розсіяні, ці структури використовують інформацію, кодовану за допомогою ДНК, в рибонуклеїнову кислоту-месенджер (мРНК) для побудови специфічних білків з амінокислотних субодиниць, що переміщуються до рибосом іншими білками.

На додаток до розподілу бактерій на категорії на основі їх згаданої поведінки фарбування клітинної стінки, бактерії можна виділити на основі їх форми.

Існує три основні форми:

1. Коки (однина: кок), які мають приблизно сферичну форму
2. Бацили (палички), які мають паличкоподібну форму
3. S_pirilla_ (спірілум), які скручені у спіральну форму.

Коки часто зустрічаються в колоніях.

Диплококи - це коки, розташовані попарно; стрептококи знаходяться в ланцюгах. Стафілококи існують у неправильних гроноподібних скупченнях. Бацили більше коків, і коли вони діляться, результатом може бути ланцюжок (стрептобактерії) або кулясте скупчення (коккобацили).

Нарешті, спірілла має три власні смаки: вібріон, що являє собою вигнутий стрижень, за формою нагадує кому; спірохета, тонка і гнучка спіраль; і "типовий" спіріллум, який утворює жорстку спіраль.

Бактерії розмножуються за допомогою так званого процесу поділом, в результаті якого утворюються дві дочірні бактерії, кожна за складом практично однакова з «батьківською» бактерією і дорівнює одна одній за розміром.

Це безстатева форма розмноження, і вона схожа на мітоз, який спостерігається в еукаріотичних клітинах.

Однак мітоз стосується суто реплікації генетичного матеріалу клітини або ДНК. Хоча це відбувається майже узгоджено з поділом цілих еукаріотичних клітин, розщеплення однієї еукаріотичної клітини на дві називається цитокінез.

Нагадаємо, що ДНК бактерії не упакована в ядро, а навпаки, розташована в цитоплазмі в наборі вільно організованих ланцюгів.

Готуючись до бінарного поділу, вся бактеріальна клітина подовжується узгоджено, при цьому як клітинна стінка, так і цитоплазма стають більш обширними. Коли це відбувається, клітина починає робити повністю нову копію своєї ДНК (реплікація).

"Лінія", по якій бактерія буде ділитися, називається a перегородка, утворюється в центрі клітини; синтез перегородки спирається на білок, який називається FtsZ.

Спочатку перегородка виглядає як кільце, але потім вона просувається до протилежних сторін клітини, що в кінцевому підсумку призводить до розщеплення та утворення двох дочірніх бактерій.

Оскільки бінарне ділення призводить до утворення двох цілих, функціональних організмів, часів генерації бактерій, які є часто даються годинами, як правило, набагато коротші, ніж у еукаріотичних організмів, які зазвичай вимірюються місяцями або років.

Пов’язана тема: Стійкість до антибіотиків