Morfologia bakterii
Bakterie dzieli się na:
1. Kuliste
a. ziarniaki
b. dwoinki
c. czworaczki
d. sześcianki
e. paciorkowce
f. gronkowce
2. Cylindryczne
a. pałeczki
b. laseczki
3. Spiralne
a. krętki
b. śrubowce
c. przecinkowce
Bakterie pleomorficzne  bakterie, których populacja składa się z różnokształtnych komórek  może ten fakt wynikać
z odchyleń pomiędzy optymalnymi warunkami środowiska, a rzeczywistymi.
Jeżeli nie zostały przekroczone granice fizjologii  mówimy o atypowych kształtach bakterii. Jeżeli zostały
przekroczone  mówimy o formach inwolucyjnych/degeneracyjnych. Formy te mogą przybrać normalny wygląd po
przejściu do bardziej odpowiedniego środowiska.
Formy L (przesączalne)  bardzo drobne formy bakterii, z których mogą odtwarzać się normalne komórki.
Elementy komórek bakteryjnych
1. Ściana komórkowa  ma skomplikowaną budowę i stanowi podstawę podziału systematycznego. Utrzymuje
kształt komórki i pełni funkcje mechaniczne. Najważniejsze elementy składowe:
a. Kwasy diaminowe
i. kwas diaminopimelinowy (DAP) i jego pochodne:
1. meso-DD
2. LL
3. 3(OH)
ii. L-lizyna
iii. L-ornityna
iv. L-homoseryna
v. kwas L-diaminomasłowy (L-DABA)
b. Pochodne D-glukozy
i. kwas N-acetylomuraminowy (MUR.NAc)
ii. N-acetyloglukozoamina (G.NAc)
c. Peptydoglikan (mureina)  ogromna makrocząsteczka zbudowana z wymienionych wyżej
pochodnych D-glukozy oraz tetrapeptydów sieciujących:
L-alanina D-glutaminian L-diaminian D-alanina
d. Kwas teichojowy i teichouronowy (charakterystyczne dla Gram+!)
e. Białka
f. Polisacharydy
g. Glikolipidy
h. Mikozydy
i. Antygen 0 (charakterystyczny dla Gram-!)
GRAM DODATNIE GRAM UJEMNE
20 nm 5-15 nm
jednolita dwuwarstwowa
do 30% aminocukrów do 10% aminocukrów
do 2% lipidów do 20% lipidów
do 4% aminokwasów do 18% aminokwasów
kwasy tejchojowy i tejchouronowy antygen 0
białka lipoproteiny
Ścianę można izolować różnymi sposobami, otrzymując:
Ścianę pełną  komórka bakteryjna po usunięciu cytoplazmy i kwasów nukleinowych
Ścianę strukturalną  pełna ściana bez lipoprotein i lipopolisacharydów
Ścianę gładką  rusztowanie pełnej ściany, po pozbawieniu jej protein przez enzymy
2. Błona komórkowa  znajduje się bezpośrednio pod ścianą. Jeżeli pozbawimy bakterię ściany, to uzyskamy
kulisty twór otoczony samą błoną  protoplast. Jeżeli jesteśmy tępi i nie usuniemy ściany do końca 
mamy sferoplast.
3. Cytoplazma  zero filozofii, zawiera rybosomy, wakuole, plazmidy, aparat genetyczny i inny syf, o jakim nie
ma co się rozpisywać.
4.  Jądro komórki bakteryjnej  pierdoły, bo bakterie są prokariontami... Po prostu zgrupowanie chromatyny
w cytoplazmie
5. Fimbrie  nieruchome wypustki komórki, biorą udział w adhezji, odżywianiu i procesach koniugacji
6. Rzęski  długie, ruchome wypustki, biorą udział w procesie ruchu. Bakterie mogą być jedno-, dwu-, czubo-
lub okołorzęse.
7. Otoczki  na zewnątrz od ściany komórkowej, zbudowane z polisacharydów (poza B. anthracis, która ma
otoczkę z kwasu D-glutaminowego).
8. Przetrwalniki  wytwarzają je tylko 3 rodzaje bakterii: Bacillus, Clostridium i Sporosarcina. Powstają
w niekorzystnych warunkach środowiska poprzez zagęszczenie protoplazmy i zahamowanie metabolizmu.
W korzystnych warunkach przekształcają się z powrotem w formy wegetatywne.
9. Substancje zapasowe  u bakterii chorobotwórczych dla człowieka tylko C. diphtheriae wytwarza takowe,
z białka wolutyny  są to ciałka Ernsta-Babesa, które można zabarwić metodą Neissera.
Fizjologia drobnoustrojów
Wymagania wzrostowe bakterii
Ze względu na wymagania można wydzielić kilka podgrup bakterii:
1. Bakterie o prostych wymaganiach  rozmnażają się dobrze na prostych podłożach, wystarczy zbuforować
i zapewnić sole mineralne, z
ródło węgla i azotu.
2. Bakterie o wysokich wymaganiach  potrzebują witamin, zasad azotowych, czynników wzrostowych lub
innych substancji  do ich hodowli konieczne są specjalne podłoża.
3. Bakterie o wymaganiach pośrednich  np. potrzebują tylko jednego składnika specjalnego.
Przy hodowli bakterii należy zwrócić uwagę na następujące parametry:
1. Woda  w kontekście odpowiedniego stężenia składników odżywczych
2. Sole mineralne  pożywka musi zawierać je w odpowiednim stężeniu. Niektóre bakterie, tzw. halofity, mogą
wzrastać w środowisku o podwyższonym stężeniu NaCl (do 15%)  stosuje się to w ich różnicowaniu.
3. pH  większość bakterii rośnie w pH 4,0-8,0. Tylko niektóre bakterie wymagają wyższego (V. cholerae  8,2)
4. Aminokwasy  bakterie syntetyzują większość aminokwasów z amoniaku i glukozy, jednak niektóre gatunki
mają ograniczone zdolności w tym zakresie  i wymagają podaży określonych składników w pożywce.
5. Węglowodany  niektóre bakterie metabolizują mono-, di- i polisacharydy  można wykrywać produkty ich
rozkładu (CO2, H2) w odpowiednich pożywkach.
6. Tłuszcze  bakterie syntetyzują większość tłuszczy (można je wykrywać potem w środowisku), ale wiele
potrzebuje do wzrostu oleinianu sodu.
7. Witaminy  głównie witaminy B (od 1 do 9, bez 7)
8. Czynniki wzrostowe  określone związki, np. kwas p-aminobenzoesowy, hematyna.
9. Skład gazowy środowiska  niektóre bakterie wymagają zwiększonego stężenia CO2, ale najważniejszym
gazem jest tlen. Ze względu na jego tolerancję wyróżniamy:
a. Bezwzględne beztlenowce  nie tolerują tlenu powyżej 0,5% i muszą wzrastać na pożywkach
zredukowanych  wynika to z braku enzymów tj. katalaza, cytochromy. Np. laseczki tężca
i zgorzeli gazowej.
b. Względne beztlenowce  mogą normalnie funkcjonować przy stężeniu tlenu 2-8%, wytrzymują tlen
atmosferyczny do 1,5h. Np. Clostridium novi.
c. Mikroaerofile  mogą funkcjonować przy zawartości tlenu do 20%, zaliczamy tu liczne gatunki.
d. Bezwzględne tlenowce  funkcjonują optymalnie przy atmosferycznym stężeniu tlenu, oddychają
tlenowo, tutaj też zaliczamy liczne gatunki.
10. Temperatura  bakterie podzielono na 3 grupy ze względu na tolerancję temperatury:
a. Psychrofilne  0-30 stopni, optimum 15 stopni
b. Mezofilne  10-45 stopni, optimum 30-37 stopni (temperatura ciała ludzkiego!)
c. Termofilne  40-70 stopni, optimum 52 stopnie
Cykle rozwojowe bakterii
Wyróżniamy dwa rodzaje cyklu rozwojowego bakterii:
1. Podział poprzeczny  bakterie dzielą się na dwie po powieleniu materiału genetycznego, bez filozofii.
2. Tworzenie form L  pod wpływem np. antybiotyku, z komórki wegetatywnej powstaje tzw. forma olbrzymia,
wewnątrz której tworzą się liczne formy karłowate  formy karłowate mogą ulegać rozsianiu i po trafieniu
w sprzyjające warunki, przekształcają się z powrotem w formy wegetatywne.
W procesie powstawania populacji bakteryjnej rozróżnia się kilka okresów:
1. Faza spoczynkowa  bakterie adaptują się do nowego środowiska i ich liczba pozostaje względnie stała
2. Faza intensywnych podziałów  bakterie dzielą się jak pokurwione, średnio co 30-90 minut
3. Faza niezmienna  bakterie zeżarły, co było, więc nie mogą się dalej dzielić  liczba jest na stałym poziomie
4. Faza spadkowa  nie mogą się dzielić, a się starzeją  więc liczba powoli spada
Bakterie różnie zachowują się po wysianiu na podłoża płynne. Mogą:
1. Tworzyć zmętnienie
2. Tworzyć skupiska na ścianach probówek (Streptococcus)
3. Tworzyć kożuszek na powierzchni płynu (bakterie tlenowe)
4. Namnażać się na dnie probówki (bakterie beztlenowe)
Po wysianiu na pożywkę stałą, bakterie tworzą kolonie, czyli wielomiliardowe klony pojedynczych komórek
widoczne makroskopowo. Przy ocenie kolonii bierze się pod uwagę:
1. Kształt
2. Wielkość w mm
3. Wzniesienie
4. Strukturę
5. Powierzchnię
6. Brzegi
7. Przezroczystość
8. Zawieszalność w płynach
9. Szybkość powstawania
10. Wydzielany zapach
Fizjologia bakterii
Ruch bakterii urzęsionych i spiralnych można obserwować na trzy sposoby:
W kropli wiszącej
W ciemnym polu widzenia
W specjalnej pożywce
Co do enzymów bakteryjnych, to bez zbędnego wdawania się w szczegóły  bakterie mają liczne enzymy, niektóre
na tyle charakterystyczne, że ich działanie może służyć do identyfikacji. Wydzielamy 3 grupy tychże enzymów:
Zewnątrzkomórkowe  rozkładają to, co poza komórką, czyli makrocząsteczki, elementy substancji
pozakomórkowej, hemoglobinę itd.
Wewnątrzkomórkowe  regulują procesy życiowe bakterii, czyli syntezę, rozkład, translokację przez błonę
(permeazy) itd.
Oksydoredukcyjne  odpowiadają za procesy energetyczne oraz tolerancję i wymagania wobec tlenu.
Enzymy można także podzielić na takie, które są cały czas (konstytutywne) oraz takie, które pojawiają się
w określonych warunkach (adaptacyjne). Enzymy adaptacyjne mogą być:
indukowane  czyli jak się coś pojawi, to pobudza syntezę enzymu
represorowane  czyli jak się coś pojawi, to hamuje syntezę enzymu (a z tego wynika, że jak coś zniknie, to
się enzym  odblokuje )
Bakterie, jak to organizmy żywe, mogą albo wydalać katabolity, albo tworzyć anabolity  po związkach z każdej
z tych grup można je identyfikować. Katabolity są proste  albo gaz, albo coś nieorganicznego, albo organicznego 
zero filozofii. Anabolity z kolei można sobie podzielić:
1. Polisacharydy  w kilku formach:
a. śluz
b. otoczka
c. materiał zapasowy (glikogen lub skrobia)
2. Białka  wydzielane do środowiska (poza wolutyną u C. diphtheriae), tutaj wyróżniamy:
a. toksyny
b. enzymy pozakomórkowe
c. antybiotyki białkowe
3. Tłuszcze  raczej związane z komórką, czasem bardzo charakterystyczne (np. u Mycobacterium)
4. Barwniki
a. zewnątrzkomórkowe  np. pyocyjanina u P. aeruginosa
b. wewnątrzkomórkowe  związane z komórką
5. Witaminy  nie mają zastosowania w diagnostyce mikrobiologicznej
Bakterie są zakażane przez wirusy, tzw. bakteriofagi. Swoistość zakażenia stosuje się do określania podtypu bakterii,
tzw. typu fagowego. Bakteriofag może być zjadliwy, czyli powodować lizę zakażonej komórki, albo łagodny, czyli
doprowadzać do procesu lizogenii.
Lizogenia  proces włączenia materiału genetycznego bakteriofaga do materiału genetycznego bakterii, gdzie
pozostaje on w formie uśpionej. Może ulec aktywacji pod wpływem określonych czynników (np. promieni UV)
i doprowadzić do lizy komórki.
Genetyka bakterii
Mutacja spontaniczna  czyli taka, która pojawia się niezależnie od środowiska zewnętrznego
Mutacja indukowana  czyli taka, która pojawia się pod wpływem jakiegoś czynnika (np. mutagenu albo
wprowadzenia obcego DNA). Zaliczamy tutaj:
Transformację  czyli przeniesienie cechy za pomocą  czystego , wyizolowanego DNA
Transdukcję  czyli przeniesienie cechy za pośrednictwem wektora, najczęściej bakteriofaga
Rekombinację płciową  czyli mutację indukowaną po procesie koniugacji
Bakterie chorobotwórcze tworzą różne rodzaje kolonii i można wykrywać mutacje poprzez obserwację
zmiany morfologii kolonii:
Kolonie typu S  inaczej gładkie, najbardziej popularne wśród bakterii chorobotwórczych
Kolonie typu R  szorstkie, najczęściej powstają z kolonii S i oznaczają utratę chorobotwórczości (są wyjątki,
np. prątki gruz
licy mają na odwrót  chorobotwórcze tworzą R)
Kolonie typu M  śluzowe, mogą przechodzić w S lub R
Kolonie typu D  małe, karłowate
Kolonie typu L
Dziedziczenie pozachromosomowe
Biorą tutaj udział dwie grupy czynników:
1. Plazmidy  koliste makrocząsteczki DNA nie będące częścią chromosomu bakteryjnego, na podstawie
rozmiaru i sposobu podziału dzielimy ja na dwie słabo rozgraniczone grupy:
a. Duże plazmidy zakaz
ne  replikują się w sprzężeniu z chromosomem, dlatego jest ich mało
(1-2 na komórkę), są przekazywane na drodze koniugacji
b. Małe plazmidy niezakaz
ne  replikują się niezalez
nie, dlatego jest ich więcej (10-15 na komórkę),
są przekazywane np. na drodze transdukcji
Wyróżniamy także tzw. episomy, czyli plazmidy zdolne do odwracalnego łączenia się z chromosomem.
Ze względu na kodowane cechy, wydzielamy:
c. Plazmidy F (czynniki płciowe F)  przekazywane podczas koniugacji, kodują cechy związane
z koniugacją (np. wytwarzanie fimbrii)
d. Plazmidy R (plazmidy wielolekooporności)  kodują odporność np. na antybiotyki, środki odkażające
e. Plazmidy Col (czynniki kolicynogenne)  kodują kolicyny, czyli białka o charakterze antybiotyków,
można typować bakterie na podstawie wytwarzanych kolicyn (w badaniach epidemiologicznych).
2. Czynniki translokacyjne  są to elementy pozachromosomowe, które mogą się włączać w chromosom,
plazmidy albo bakteriofagi. Zaliczamy tutaj:
a. Episomy  czyli plazmidy łączące się odwracalnie z chromosomem, opisane powyżej
b. Translokony  małe elementy genetyczne posiadające sekwencję insercyjną i kilka genów.
Najczęściej kodują oporność na antybiotyki, jest też translokon kodujący zdolność rozkładu laktozy.
Sekwencja insercyjna koduje geny konieczne do integracji translokonu z miejscem docelowym.
Adaptacja biochemiczna  przejściowa zmiana morfologii lub metabolizmu bakterii pod wpływem środowiska,
polegająca na aktywacji takich a nie innych szlaków metabolicznych. Nie wpływa na genotyp, nie dziedziczy się
i po ustąpieniu działania bodz
ca komórka wraca do poprzedniego stanu. Może się przejawiać np. pleomorfią albo
utratą otoczek/rzęsek, co można zaobserwować.