BAKTERIJE: KARAKTERISTIKE, MORFOLOGIJA, VRSTE, REPRODUKCIJA - BIOLOGIJA - 2026

U bakterije su velika skupina prokariotskih mikroorganizama. Obično su veličine samo nekoliko mikrona. Oni imaju različite oblike u rasponu od cilindričnog do spiralnog do trske.

Oni su praktički sveprisutni organizmi i mogu se nalaziti u tlu, morskim i slatkovodnim vodenim tijelima, nastanjujući crijevnu floru i slinu mnogih kralježnjaka, te kao paraziti životinja i biljaka. Pronađeni su i u ekstremnim okruženjima poput kiselih izvora, hidrotermalnih otvora i radioaktivnog otpada.

Bacterium tartarophtorum, B. manitopoeum i Bacillus sporogenes razvijaju se u spremniku od nehrđajućeg čelika. Preuzeto i uređeno sa commons.wikimedia.org

Ti su mikrobi bitan dio mnogih ciklusa hranjivih tvari. Oni su osnovna komponenta mikrobiote svih trofičkih lanaca i njihova se biomasa može izračunati na približno 5 × 10 ³⁰ bakterija na planeti zemlji.

Još jedan zanimljiv podatak jest količina bakterija koje nastanjuju u ljudskom tijelu: misli se da u prosječnom čovjeku ima oko 39 trilijuna bakterijskih stanica, a većina njih je dio crijevne flore.

Tradicionalna klasifikacija bakterija sastojala se od polifilitske taksonomske skupine. Danas je ta skupina podijeljena na dvije domene bakterija i arheje. Bakterije su prepoznate kao prokariotska skupina s membranskim lipidima sastavljenim od diacilskih dietera glicerola.

S druge strane, arheja je skupina prokariota čija se membrana sastoji od izoprenoidnih lipida (glicerol dijeter ili glicerol tetraetri). Oni također pokazuju razlike u svojoj ribosomalnoj RNA, nazivanoj bakterijskom rRNA i arhejskom rRNA.

Morfologija

Bakterije imaju veliku morfološku raznolikost i veličinu. Ti jednoćelijski organizmi mogu izmjeriti od 0,3 mikrona do 0,5 milimetara, međutim, njihova mjerenja uglavnom su između 0,3 i 5,0 mikrona.

Oblik zvan kokci (sferni) najčešći je među bakterijama. Međutim, i drugi oblici poput bacila (u obliku štapa ili štapa) također su relativno česti.

Ostale ne tako česte morfeme među bakterijama su: zarez, koji se nazivaju i vibrioni (u obliku blago zakrivljene šipke ili poput interpunkcijske oznake ","), te spirilije ili spirokete (sa spiralnim oblicima). Neki neobičniji su još uvijek u obliku zvijezda.

Ostale nemorfološke karakteristike

Predstavnici bakterijske domene, prokariotski jednoćelijski organizmi, ne predstavljaju definirano jezgro ili složene membranske organele. Stanična stijenka ovih stanica ima pectidoglikan koji sadrži muramnu kiselinu, a membranski lipidi sadrže ravnolančane masne kiseline s esterskim vezama.

Predstavljaju plinske vezikule. Prijenosna RNA sadrži timin (u većini tRNA) i N-formilmetitionin (nošen od strane inicijatora tRNA). Predstavljaju policistronsku mRNA, odnosno kodiraju više proteina.

Ribosomi su veličine 70-ih. Osjetljivi su na kloramfenikol i kanamicin, ne pokazuju osjetljivost na antibiotik anisomicin.

Bakterijska RNA polimeraza je velika molekula. Ima pet podjedinica svaka od oko 410 kilodaltona. Uz to, u svojoj strukturi RNA polimeraza ima utor dužine 55 A i širine 25 Å. Osjetljivi ste na rifampicin. Nema promotore polimeraze tipa II.

Bakterije fiksiraju dušik, provode fotosintezu na bazi klorofila, a provode i kemolitotrofiju (oksidaciju anorganskih spojeva). Ne proizvode metan niti predstavljaju enzim ATP-azu.

iskaznica

Identifikacija i klasifikacija bakterija jedno je od najsloženijih pitanja u biologiji mikroorganizama. Postoje brojne karakteristike i metode koji se koriste za identifikaciju i naknadnu klasifikaciju ovih jedinki.

Klasične karakteristike uključuju morfologiju, fiziologiju i metabolizam, biokemiju, ekološke odnose i funkcije i genetiku.

Najčešće korištene analize su: proizvodi fermentacije, vrsta prehrane, izvori ugljika i dušika, uključivanje skladištenja, pokretljivost, osmotska tolerancija, optimalni fizikalno-kemijski uvjeti, fotosintetski pigmenti, između mnogih drugih.

Ostala svojstva koja nisu klasična nalaze se na molekularnoj razini. Posljednjih desetljeća primjena nukleinskih kiselina i proteina u taksonomiji bakterija dobila je veliki zamah.

Usporedba gena (proteina i nukleinskih kiselina) daje ogromne informacije o srodstvu i, naravno, sličnosti među organizmima.

Vrste (klasifikacija)

Bakterije, bio je izraz koji se tradicionalno upotrebljavao za označavanje svih jednoćelijskih prokariota. Međutim, molekularna sistematika pokazala je da se ova drevna skupina organizama (prokariot) razišla u 2 grupe ili domene.

Te dvije skupine nazvane su eubakterije i arhebakterije. Kasnije su preimenovani u bakterije i arheje. Arheje su skupina koja je u najužoj vezi s pripadnicima treće domene, nazvane Eukarya.

Posljednju skupinu čine eukariotski organizmi. 3 domene (bakterije, arheja i eukarija) zajedno čine trenutnu klasifikaciju života.

Sustav 3 domene, Bakterije, Archea i Eukarya. Preuzeto i uređeno sa commons.wikimedia.org

-Klasifikacije bakterija

Bakterije se mogu klasificirati na temelju različitih kriterija kao što su:

Organizacija stanica

Bakterije su obično jednoćelijske, međutim, ovisno o staničnoj organizaciji, mogu se klasificirati kao "jednoćelijske i višećelijske".

Metabolizam

Ovisno o okruženju u kojem se nalaze i načinu na koji provode procese dobivanja energije i hranjivih tvari, bakterije se razvrstavaju u:

• Anaerobni: oni koji žive i razvijaju se u okruženjima bez kisika.
• Aerobni: bakterije koje žive i uspijevaju u okolinama s kisikom.
• Fakultativno: oni organizmi koji žive i razvijaju se nejasno u anaerobnim ili aerobnim okruženjima, to jest, mogu živjeti u okruženjima s ili bez kisika.

Stanični zid

Ovisno o sastavu stanične stijenke bakterija, oni reagiraju na Gram mrlju, bilo s tamnoplavom ili ljubičastom bojom, ili s druge strane ružičastom ili crvenom bojom, a njihova je klasifikacija sljedeća:

• Gram-pozitivna: plava ili ljubičasta boja i zadebljana stanična stijenka.
• Gram-negativan: ružičasta ili crvena boja i tanka ili tanka stanična stijenka.

Temperatura rasta i razvoja

Ovisno o temperaturama na kojima se ti mikroorganizmi razvijaju, oni se mogu svrstati u:

• Psikrofili: one bakterije koje se razvijaju u okruženju s vrlo niskim temperaturama.
• Mezofilni: bakterije koje nastanjuju i razvijaju se na temperaturama između 15 i 35 ° C (umjerene temperature), no neki istraživači smatraju organizme koji se razvijaju u mezofilnom rasponu od 20 do 40 ° C.
• Termofili: one bakterijske stanice koje se razvijaju i žive na visokim temperaturama, odnosno iznad oko 45 ° C.

Oblik

Bakterije su odavno identificirane prema njihovom obliku, a njihova je klasifikacija sljedeća:

• Kokai: cilindrični ili sferični. Ti oblici imaju različite klasifikacije na temelju broja ćelija koje formiraju i oblika koji grade. Na primjer, što se tiče brojeva, kada se kokaceje opažaju u parovima oni se nazivaju "diplokoki", a kada se nalaze u brojevima od 4 nazivaju se "tetrakoki". Ali kad je u pitanju oblik, ako te lance oblikuju, oni se nazivaju "streptokoki", kada formiraju nakupine "stafilokoki", a kada su u obliku kocke, nazivaju se "sarcini".
• Bacili: bakterije s izduženim oblicima, poput štapa ili šipke. Kad te bacile tvore lance nazivaju ih "streptobacili".
• Kokobacili: polucilindrične bakterije, ali spljoštene na polovima, pokazuju ovalni oblik.
• Spirilos: bakterije sa spiralnim oblicima, slične čepovima.
• Vibrios: organizmi u obliku kratke i savijene šipke, oni se nazivaju i zarezima, poput interpunkcijskog znaka.

Morfologija bakterija. Preuzeto i uređeno sa commons.wikimedia.org

- Trenutna klasifikacija bakterijske domene

Nakon revolucionarne klasifikacije Carla Woesea i njegovih kolega 1990. godine, klasifikacija bakterija radikalno se promijenila. Trenutačno je prema LPSN ili popisu prokariotskih imena koja stoje u nomenklaturi (Popis prokariotskih imena sa Stajanjem u nomenklaturi) domena bakterija podijeljena na 34 phyla. Među tim phylama su:

Spirochaetes

Izdužene i spiralne bakterije. Gram negativan. Imaju vanjsku staničnu ovojnicu. Pomiču se pomoću aksijalnih niti.

firmicutes

Skupina gram-pozitivnih bakterija, uglavnom s zadebljanom staničnom stijenkom i niskim sadržajem ili postotkom GC-a. Podloge su prvenstveno u obliku štapa, a ponekad i u obliku kokosa. Mnoge vrste proizvode endospore.

Proteobacteria

Gram-negativne bakterije, s raznovrsnom morfologijom i staničnom stijenkom formiranom lipopolisaharidima. Uglavnom je heterotrofna, iako neke vrste mogu fotosintetizirati. Vrlo ih ima u oceanima i drugim vodenim tijelima.

cijanobakterije

Bakterijski organizmi koji sadrže klorofil i fikocijanin. Nazivaju se plavo-zelenim algama. Oni su gram-negativni i sposobni su za kisičnu fotosintezu.

Bacteroidetes

Bakterije su se prilagodile velikom raznolikosti staništa. Anaerobni metabolizam. Gram negativan. Neke su vrste oportunistički patogeni.

Chlorobi

Skupina bakterija koje provode anoksigenu fotosintezu. Anaerobni metabolizam. Gram negativan. Nazivaju ih bakterijama zelenog sumpora.

Chloroflexi

Monodermalne bakterije, to jest, imaju jednoceličnu membranu. Imaju vrlo tanku vanjsku staničnu stijenku peptidoglikana. Skupina ima termofilne i mezofilne predstavnike. Neki fotosinteziraju. Uglavnom aerobno. Gram pozitivan.

Thermotogae

Oni su bakterije prilagođene životu u ekstremnim okruženjima. Smatraju se hipertermofilnim organizmima. Anaerobni metabolizam i može prerađivati ​​ugljikohidrate. Oni su gram-negativni.

Reprodukcija

Binarna fisija

Glavni mehanizam reprodukcije bakterija je binarna fisija ili biparticija. To je vrsta aseksualne reprodukcije, gdje se bakterijska stanica mora udvostručiti u veličini, a zatim podijeliti, što stvara dvije kćeri.

Ova vrsta aseksualne reprodukcije omogućava bakterijama eksponencijalnu stopu rasta populacije. Na taj način, rastuća populacija može bolje i brže iskoristiti raspoložive resurse, a također proširiti mogućnost stvaranja organizama ili sojeva otpornih na različita okruženja u kojima se razvijaju.

Višestruka fisija

To je vrsta stanične diobe u kojoj se jezgra dijeli na nekoliko jednakih dijelova i tada dolazi do podjele citoplazme, čime se istodobno rađa i nekoliko kćeri.

Krstenje ili pupoljci

Ova vrsta reprodukcije aseksualnih bakterija događa se na nespecifičnom mjestu matične bakterije. Počinje izbočenjem u citoplazmi zvanom pupoljak, koji se zatim udvostručuje na veličinu roditelja i odvaja se kao novi pojedinac (kćerna stanica). Ova vrsta reprodukcije primijećena je u phyla Planctomycetes, Firmicutes i Cyanobacteria.

Proizvodnja baeocita

Ova vrsta reprodukcije, koja se također naziva atipična binarna fisija, sastoji se od male kružne ćelije (baeocita), koja se nakon toga povećava u masi ili veličini, tvoreći vegetacijsku ćeliju.

Tijekom povećanja veličine ova vegetativna stanica reproducira svoj DNA više puta, kasnije prelazi u reproduktivnu fazu gdje prolazi citoplazmatske fisije, koje će kasnije postati deseci ili čak stotine baeocita. Ova vrsta reprodukcije proučavana je u cijanobakterijama.

ishrana

Bakterije imaju više vrsta prehrane:

Lithotrophs

Bakterije koje koriste anorganske supstrate kao što su nitriti, nitrati, željezo ili sulfati za biosintezu ili očuvanje energije kroz anaerobiozu ili aerobiozu.

Organotrophs

Bakterijski organizmi koji dobivaju vodik ili elektrone iz organskih izvora, poput ugljikohidrata, ugljikovodika ili lipida. Ti organizmi mogu biti aerobni ili anaerobni, čak i heterotrofni ili autotrofični.

Autotrofne bakterije

Organizmi koji se razvijaju sinteziranjem anorganskih tvari koje bi mogle biti ugljik, ali anorganskih poput ugljičnog dioksida.

Heterotrofne bakterije

Oni organizmi koji sintetiziraju kemijske tvari čiji je izvor ugljika organski, poput polisaharida.

Mixotrophs

Bakterije koje zahtijevaju sintezu anorganskih tvari za očuvanje i dobivanje energije, ali također zahtijevaju organske spojeve da ispune svoje biosintetske metaboličke potrebe.

Uzroci bolesti

Od velike raznolikosti bakterija poznatih čovjeku, samo nekoliko (u proporciji) uzrokuje bolest. Patologije uzrokovane tim mikroorganizmima kod ljudi mogu se klasificirati prema njihovom podrijetlu, tj. Prema mehanizmu prenošenja ili stjecanja toga:

- U zraku

Bakterije koje uzrokuju zračne bolesti obično utječu na dišne ​​putove ili dišne ​​puteve, a u drugim slučajevima mogu uzrokovati stanje kože. Evo nekoliko zračnih bolesti:

Difterija

U većini slučajeva ovu bolest prenosi Corynebacterium diphtheriae, iako C. ulcerans može proizvesti slične kliničke manifestacije.

Bolest se prenosi s bolesne na zdravu osobu putem čestica koje se prenose tijekom disanja. Može se javiti i kontaktom s izlučivanjem kožnih lezija. Difterija može utjecati na gotovo bilo koju sluznicu, a najčešći klinički oblici su:

• Faringealni: to je najčešća manifestacija. Simptomi uključuju opće slabo stanje, blagu temperaturu, grlobolju, pa čak i anoreksiju.
• Prednja nosnica: to je najmanje česta klinička manifestacija. Predstavlja se kao krvarenje iz nosa. Može biti prisutan i gnojni sluzav iscjedak ili se može stvoriti pseudomembrana u nazalnom septumu.
• Grkljan: Ova klinička manifestacija davice stvara vrućicu, promuklost, kratkoću daha, kašalj i jak zvuk prilikom disanja. Ako se ne kontrolira na vrijeme, može doći do smrti zbog začepljenja dišnih putova.
• Kožni: predstavlja ljuskavi osip na koži ili kao dobro definirani čirevi. Ovisno o mjestu zahvaćenog područja (membrana) i njegovom opsegu, mogu se pojaviti komplikacije poput upale pluća, miokarditisa, neuritisa, opstrukcije dišnih putova, septičkog artritisa, osteomijelitisa, pa čak i smrti.

Legioneloza ili Legionarska bolest

Bolest je uzrokovana aerobnom gram-negativnom bakterijom koja je izvorna iz tla i vodenih ekosustava pod nazivom Legionella pneumophila. Ova bakterija je također izolirana u klimatizacijskim sustavima i tuš kabinama.

Bolest je rezultat širenja bakterija iz zraka iz rezervoara u ljudski dišni sustav. Muškarci stariji od 50 godina koji su kompromitirani pušenjem, alkoholizmom ili imunodeficijencijom imaju veću vjerojatnost da obole od ove bolesti.

Bakterija se nalazi u fagosomima alveolarnih makrofaga, odakle se množi i uzrokuje oštećenja tkiva. Simptomi ove bolesti su: kašalj bez izbacivanja respiratornih sekreta, groznica, jaka bronhopneumonija i neurološki problemi.

Meningitis

Ova se bolest sastoji od upale meninga mozga i leđne moždine. Može imati aseptično ili bakterijsko podrijetlo. Patologija bakterijskog podrijetla dolazi iz respiratornih sekreta nositelja bolesti ili iz aktivnih slučajeva.

Bakterije koje uzrokuju meningitis u početku koloniziraju nazofarinks, odakle prelaze sluznicu i ulaze u krvotok, a odatle u cerebrospinalnu tekućinu odakle upaljuju meninge.

Simptomi ove infekcije su: respiratorna bolest ili grlobolja, nakon čega slijedi zbunjenost, povraćanje, glavobolja (u nekim slučajevima jaka), ukočeni vrat i leđa.

Upala pluća

Nekoliko vrsta bakterija povezano je s pneumonijom, međutim vrste Mycobacterium avium i M. intracellulare glavni su uzroci ove bolesti. Te bakterije su širom svijeta rasprostranjene i inficiraju ne samo čovjeka već i ostale kralježnjake i insekte.

Smatra se da su respiratorni i probavni sustav ulazna točka ovih bacila za kolonizaciju pacijenata. Bolest se kod ljudi manifestira kao plućna infekcija, slično kao i uzrokovana tuberkulozom.

Ostale bolesti

Mnoge druge bolesti prenose bakterije dišnih putova, među kojima možemo spomenuti: tuberkuloza, koju proizvodi bakterija Koch (Mycobacterium tuberculosi); šugavi kašalj, uzrokovan bakterijom Bordetella pertussis, i bolesti izazvane streptokokom.

-Prenos člankonožaca

Bakterijske bolesti uzrokovane ovim beskralješnjacima smatraju se rijetkim, ali su predmet velikog interesa. Neke od ovih bolesti su:

Ehrlichiosis

Patologija uzrokovana bakterijom Ehrlichia chaffeensis, koja se prenosi akumulacijama životinja poput krpelja. Jednom kada bakterija uđe u krvotok, to uzrokuje nespecifičnu febrilnu bolest koja se naziva humana monocitna erlihioza (HMS). Bolest karakteriziraju simptomi kao što su: vrućica, zimica, glavobolja i mijalgija.

Epidemijski tifus

Bakterijska bolest koja se prenosi na čovjeka od ušiju. Bacil koji uzrokuje ovu bolest je Rickettsia prowasekii. Kada se uši hrani zaraženom osobom, bakterije zaraze crijeva artropoda i šire se.

Prije dugog vremena, velike količine rikezija pojavljuju se u izmetu ušiju, a kad gušvica usisa krv druge zdrave jedinke, one se defeciraju.

Kada iritacija od uboda pojedinca ogrebe, on kontaminira oštećeno mjesto i dopušta riketima da uđu u njihov krvotok, gdje naknadno uzrokuju upalu krvnih žila infekcijom njihovih endotelnih stanica. Simptomi ove bolesti su vrućica, jaka glavobolja i mialgija.

Lymeova bolest

Lymska bolest je bakterijska infekcija koju čovjek prenosi ubodom krpelja čiji su prirodni domaćini voluharice i jeleni. Uzročnici su bakterije spirochetes roda Borrelia.

Klinički bolest ima tri stadija: prvo započinje lezijama kože koje se šire poput prstenova. Ovu fazu često prate groznica, zimica, umor, nelagoda i glavobolja.

Drugi stadij karakteriziraju bolovi u artritisu, upale srca i neurološki problemi. Treći i posljednji stadij mogu se primijetiti godinama kasnije, a karakteriziran je time da pojedinci razvijaju demijelinizaciju neurona i pokazuju simptome slične Alzheimerovoj ili multiple sklerozi.

Ostale bolesti

Iako se bakterijske infekcije koje prenose artropodi smatraju rijetkim, neke su uzrokovale goleme smrti čovječanstva, poput Crne smrti ili bubonske kuge, uzrokovane Yersinia pestisom.

Druga bolest koja nije tako smrtonosna kao crna kuga je Q groznica uzrokovana bakterijom Coxiella burnetii i zarazom stoke, domaćih životinja i čovjeka.

Bakterije koje uzrokuju crnu kugu. Yersinia pestis. Preuzeto i uređeno sa

-Direktne kontaktne bolesti

Ove bakterijske bolesti uglavnom su povezane s infekcijama kože i temeljnim tkivom. Neke od ovih patologija su:

Čir

Bolest koja se prenosi neposrednim kontaktom s zaraženim domaćim životinjama ili njihovim proizvodima. Bakterija koja uzrokuje bolest je Bacillus antrasis i njegovi endospore mogu ostati održivi dugi niz godina u tlu ili životinjama.

Infekcija kod ljudi javlja se uglavnom zbog oštećenja ili posjekotina na koži (kožni zahvat), može zahvatiti i respiratorni (plućni antraks) i gastrointestinalni (gastrointestinalni antraks) sustav.

Na koži se formira ešar (ulcerirana papula na koži), a popratni simptomi uključuju vrućicu, glavobolju i mučninu.

Bakterijska vaginoza

To je polimikrobna spolno prenosiva bolest (spolno prenosiva bolest), to jest proizvodi nekoliko bakterija. Takve bakterije su Gardnerella vaginalis, vrsta roda Mobiluncus i Mycoplasma hominis.

To je bolest koja se smatra blagom, ali vrlo zaraznom i njeni simptomi su: pjenast, bogat vaginalni iscjedak s mirisima sličnim ribama, nema boli, peckanja ili svrbeža.

Gonoreja

Još jedna bakterijska spolno prenosiva bolest. Uzrokuje ga Neisseria gonorrhoeae. Ovaj diplokok, nakon što uđe u tijelo, veže se za sluznice putem pilija i proteina II. Ova adhezija sprječava da ga normalnim izlučevinama ili mokraćom izbaci iz rodnice.

Simptomi kod muškaraca su: žuti do zeleni gnoj koji istječe iz uretre, uz učestalo mokrenje, popraćeno boli i peckanjem ili peckanjem. Samo 10-20% onih izloženih bakterijama razvija se kod žena, a ako razviju bolest, to može izazvati izvanmateričnu trudnoću, pa čak i sterilnost.

Ostale bolesti

Bakterijske bolesti izravnim kontaktom vrlo su raznolike i u svom podrijetlu i u razvoju, a najčešći su SPD i od njih možemo spomenuti: genitourinarne bolesti uzrokovane mikoplazmama Ureaplasma urealyticum i Mycoplasma hominis; i kanker, proizveden od Haemophilus lucreyi.

Ostale bolesti neseksualnog kontakta i uzrokovane bakterijama su: inkluzijski konjuktivitis, lepre, bolest ogrebotina mačaka, plinska gangrena i mnoge druge.

Reference

1. Bakterija. Na Wikipediji. Oporavilo s en.wikipedia.org.
2. Binarna fisija. Na Wikipediji. Oporavak s es.wikipedia.org.
3. LM Prescott, JP Harley i GA Klein (2009). Mikrobiologija, 7. izdanje, Madrid, Meksiko, Mc GrawHill-Interamericana. 1220 pp.
4. GJ Olsen & CR Woese (1993). Ribosomalna RNA: ključ filogenije. Časopis FASEB.
5. WB Whitman, DC Coleman, WJ Wiebe (1998). "Prokarioti: neviđena većina". Zbornik radova Nacionalne akademije znanosti Sjedinjenih Američkih Država.
6. DC Yang, KM Blair, NR Salama (2016). "Boravak u obliku: utjecaj staničnog oblika na preživljavanje bakterija u različitim okruženjima". Recenzije mikrobiologije i molekularne biologije.
7. AC dio (2018). LPSN - Popis imena prokariotskih imena s postojanjem u nomenklaturi (bakterio.net), prije 20 godina. Međunarodni časopis za sustavnu i evolucijsku mikrobiologiju.