BAKTERIE

Bakterie to jedna z gromad królestwa bezjądrowych (Procaryota). Bakterie, podobnie jak pozostałe komórki prokariotyczne, wykazują zwykle niewielkie rozmiary. Typowa komórka bakteryjna ma zwykle średnicę ok. 1 μm (tj. 10^-6m), przy długości nie przekraczającej 5 μm. Spotyka się jednak również bakterie o mniejszych wymiarach, np. wiele ziarniaków ma średnicę 0,5 μm, a z drugiej strony znane są również prawdziwe giganty. Największym znanym obecnie gatunkiem bakterii jest Thiomargarita namibiensis (siarkowa perła Namibii), której komórka może mieć długość nawet 2 mm.

BUDOWA BAKTERII

Komórka bakterii otoczona jest błoną cytoplazmatyczną, a także ścianą komórkową i niekiedy otoczką śluzową. Ściana komórkowa wytwarza charakterystyczne wyrostki (fimbrie), które prawdopodobnie pełnią rolę w procesach płciowych. Narządem ruchu bakterii są rzęski bakteryjne. W cytoplazmie mieszczą się rybosomy, mezosomy (zawierające enzymy i spełniające rolę mitochondriów), substancje zapasowe oraz - u bakterii samożywnych - ziarna chromatoforowe, zawierające barwniki. 
Bakteria nie ma wyodrębnionego jądra. Jego odpowiednikiem jest nukleoid nie oddzielony błoną od reszty cytoplazmy, a zawierający genofor (chromosom bakteryjny) zbudowany z DNA w formie zamkniętego pierścienia. W komórkach wielu gatunków bakterii oprócz genoforu występują także znacznie mniejsze od niego koliste cząsteczki DNA zwane plazmidami. W niesprzyjających warunkach bakterie tworzą formy przetrwalnikowe. Rozmnażają się wegetatywnie, przez podział, który jest poprzedzony replikacją genoforu.

Kształty i rozmiary komórek bakteryjnych

• ziarenkowce, ziarniaki (coccus) - komórka bakteryjna ma kształt kulisty. Na uwagę zasługuje fakt, że mamy tutaj na myśli dojrzałe, wegetatywne formy bakterii. W niektórych stadiach życiowych, np. pod postacią spor, bakterie mogą przybierać inny kształt, niż formy wegetatywne.

• pałeczki (bacterium) - wydłużone,

• laseczki (bacillus) - pałeczki z przetrwalnikami
  
  (Rozróżnienie pałeczek od laseczek bywa nieco problematyczne. Jedni autorzy twierdzą, że pałeczki to formy wydłużone, grubsze od laseczek i w odróżnieniu od nich mogące wytwarzać zarodniki. Inni autorzy z kolei uważają, iż pałeczki to wydłużone, cylindryczne komórki gramujemne, natomiast laseczki to wydłużone, czasami nawet nitkowate formy gramdodatnie. Spotyka się także takie pozycje, w których mówi się jedynie o pałeczkach, mając na myśli wszystkie cylindryczne lub bardziej wydłużone kształty komórek bakteryjnych.)

• promieniowce - nitkowato rozgałęzione,

• maczugowce - przypominające maczugi,

• wrzecionowce - o kształcie wrzeciona

• śrubowce (spirillum) - mają kształt falisty i są podobne do węży

• krętki - mają komórkę skręconą o niezwykle charakterystycznej i niespotykanej wśród innych bakterii budowie

• przecinkowce (vibrio) - mają kształt przecinków, zbliżony do kształtu bumerangu

• nici lub nitkowce - stanowiące bardzo silnie wydłużone komórki

W przypadku ziarniaków możemy wyróżnić:

• dwoinki (diplococcus) - występują parami,

• czworaczki, tetrady - występują czwórkami,

• pakietowce (sarcina) - regularne prostopadłościany,

• paciorkowce (streptococcus) - stanowiące łańcuch komórek i powstające na skutek podziałów kolejnych komórek w tej samej płaszczyźnie

• gronkowce (staphylococcus) - będące, jak sama nazwa wskazuje, zgrupowaniami komórek o kształcie grona; powstają one na skutek podziałów komórek w wielu różnych płaszczyznach

Podział ze względu na wynik barwienia metodą Grama:

• Bakterie Gram-ujemne, G- Bakterie barwiące się na czerwono w barwieniu metodą Grama. W budowie komórki bakterii G-, w przeciwieństwie do Gram-dodatnich, wyróżnia się zewnętrzną błonę komórkową. Ściana komórkowa bakterii G- jest cieńsza, zawiera mniej warstw peptydoglikanu (mureina zbudowana jest z nietypowych aminokwasów i połączonych w łańcuchy pochodnych cukrów. Chemicznie jest to biopolimer kwasu mureinowego i N-acetyloglukozaminy.).

• Bakterie Gram-dodatnie, G+ Bakterie barwiące się na niebiesko w barwieniu metodą Grama. W budowie komórki bakterii G+, w przeciwieństwie do Gram-ujemnych, nie wyróżnia się zewnętrznej błony komórkowej.

Wśród bakterii są zarówno tlenowce (aeroby), jak i beztlenowce (anaeroby):

• bezwzględne tlenowce - rosną tylko w obecności tlenu atmosferycznego i czerpią energię drogą oddychania tlenowego;

• bezwzględne beztlenowce - rosną tylko w nieobecności tlenu (tlen jest dla nich zabójczy), czerpią energię drogą beztlenową;

• względne beztlenowce - rosną w niskich stężeniach tlenu atmosferycznego, czerpią energię także drogą oddychania beztlenowego. W tej grupie jest najwięcej bakterii chorobotwórczych.

Ze względu na temperaturę, w której bakterie utrzymują żywotność, dzielimy je na:

• bakterie psychrofilne - giną poniżej temperatury 0°C i powyżej 30°C, najlepiej rozwijają się w temperaturze: 15°C

• bakterie mezofilne - giną poniżej temperatury 10°C i powyżej 45°C, najlepiej rozwijają się w temperaturze: 30-37°C. W tej grupie znajdują się bakterie chorobotwórcze, dla których optymalna jest temperatura ciała ludzkiego

• bakterie termofilne - giną poniżej temperatury 40°C i powyżej 70°C, najlepiej rozwijają się w temperaturze 52°C. Bakterie te żyją w gorących źródłach siarkowych, żelazowych oraz w gorących ściekach.

Rodzaje współżycia drobnoustrojów z organizmem

• Abakterioza –płód wewnątrz macicy, sztuczna hodowla zwierząt, długotrwałe leczenie antybiotykami

• Symbioza- wzajemne wspieranie potrzeb życiowych przez dwa lub więcej organizmy np. pałeczka okrężnicy i kwasu mlekowego żyją w jelitach i wytwarzają witaminy

• Komensalizm- drobnoustrój wykorzystuje składniki i miejsce w organizmie ale nie uszkadza go.

-oportunizm –drobnoustrój warunkowo chorobotwórczy

-prawdziwy – zawsze obojętny dla organizmu

• Pasożytnictwo- mikroorganizmy są zdolne do niekorzystnego działania w dogodnej sytuacji

Współzależność między drobnoustrojami

• Synergizm- współdziałanie np.: gronkowiec wytwarza czynnik wzrostowy dla pałeczki grypy

• Obojętność – dwa lub więcej organizmów w tym samym miejscu żyją ale nie oddziaływają na siebie

• Antagonizm- konkurencja o składniki pokarmowe, tlen

- korzystny gdyż utrzymywana jest równowaga ilościowa i jakościowa

- niekorzystny jeden z mikroorganizmów się namnożył i hamuje namnażanie innych

Znaczenie bakterii

• biologiczne jako jeden z głównych czynników utrzymujących krążenie materii w przyrodzie (destruenci rozkładają martwą materię organiczną). Do najważniejszych grup ekologiczno-fizjologicznych należą bakterie glebowe (wytwarzające m.in. próchnicę glebową) i bakterie korzeniowe (Rhizobium).

• niezbędne do prawidłowego funkcjonowania przewodów pokarmowych zwierząt - u przeżuwaczy występuje specyficzna flora bakteryjna trawiąca celulozę,

• człowieka bakterie syntetyzują witaminę K i witaminy z grupy B. Bakterie wykorzystywane są również w przemyśle farmaceutycznym (produkcja leków np. insuliny, witamin), spożywczym (fermentacja, jogurty).