Procaryota = bakterie

Budowa komórki bakteryjnej

komórki bakteryjne mają wielkość od 0,5 do 10 µm

mogą przybierać różne kształty

• formy kuliste

ziarniaki

poszczególne komórki nie łączą się ze sobą

dwoinki

powstają w wyniku połączenia dwóch komórek powstałych w ostatnim podziale

paciorkowce

długie sznury połączonych ziarniaków

gronkowce

tworzą nieregularne skupiska

pakietowce

układają się w mniej lub bardziej regularne sześciany

• formy wydłużone

laseczki

posiadają przetrwalniki = endospory

pałeczki

nie mają endosporów

maczugowce

ich endospory są nieregularne

laseczki i pałeczki mogą tworzyć różnego typu układy

proste lub rozgałęzione nici

pakiety

nieregularne skupiska

• formy skręcone spiralnie

przecinkowce

śrubowce

krętki

• formy rozgałęzione

prątki

mają kształt pałeczek z niewielkimi odgałęzieniami

promieniowce

są silnie rozgałęzionymi komórkami, połączonymi ze sobą na kształt sieci

każda komórka bakteryjna występuje w postaci grudki cytoplazmy otoczonej białkowo-lipidową błoną komórkową

na zewnątrz błony występuje ściana komórkowa

• zbudowana z mureiny

polimer białkowo-cukrowy

bakterie o cienkiej ścianie wytwarzają dodatkowo drugą błonę komórkową na zewnątrz ściany – błonę zewnętrzną

u niektórych bakterii występują również otoczki śluzowe

• pełnią funkcje ochronne przed

wyschnięciem

wchłonięciem przez inne organizmy

rozłożeniem przez białe krwinki

dodatkowo na powłoce bakterii mogą występować rzęski oraz fimbrie

rzęski

• składają się ze spiralnie skręconych włókien flageliny

• osadzone są w zewnętrznych powłokach komórki za pomocą haczyka i kilku białkowych pierścieni, które wprawiają rzęskę w ruch obrotowy

fimbrie

• występują u bakterii o cienkiej ścianie komórkowej

• mają postać delikatnych, białkowych rurek

• sterczą z cytoplazmy

• ułatwiają bakteriom przytwierdzenie się do podłoża

• niektóre z nich, tzw. pille płciowe, służą do łączenia się komórek w trakcie koniugacji

centrum komórki bakteryjnej wypełnia nukleoid

• jest to cytoplazma zawierająca kolistą cząsteczkę DNA = genofor

jest w nim zapisana informacja genetyczna danej komórki

• nie jest ograniczony od reszty cytoplazmy żadną błoną plazmatyczną – nie tworzy jądra komórkowego

dodatkowo mogą występować również mniejsze cząsteczki DNA – plazmidy

cytoplazma zawiera również rybosomy

• są to rybosomy 70S

• biorą udział w syntezie białek

występują także ziarna materiału zapasowego

• jest to zazwyczaj glikogen, skrobia sinicowa u sinic lub tłuszczowiec – wolutyna

błona komórkowa w niektórych miejscach ulega pofałdowaniu, tworząc wpuklenia na obszarze cytoplazmy

• mezosomy

prawdopodobnie biorą udział w oddychaniu komórkowym

są miejscem przyczepu genoforu

• tylakoidy = chromatofory

duże blaszkowate twory wypełnione barwnikami

laseczki oraz niektóre maczugowce mogą tworzyć endospory

• nie służą do rozmnażania

• powstają wewnątrz komórki przez obudowanie genoforu wraz z cytoplazmą, błoną komórkową i rybosomami wielowarstwową ścianką złożoną z białek i cukrowców wysyconych tłuszczami

• są odporne na

wysoką i niską temperaturę

czynniki chemiczne

promienie UV

wysychanie

niekorzystne pH

• mogą przebywać wiele lat w stanie życia utajonego – anabiozy

• w chwili poprawy warunków potrafią odtworzyć całą komórkę

Funkcje życiowe prokariontów

ODŻYWIANIE SIĘ

pierwotnie komórki prokariotyczne były heterotroficzne

• odżywiały się poprzez wchłanianie związków organicznych w oceanach przez ścianę i błonę komórkową

• cząstki zbyt duże były rozkładane poprzez enzymy wydzielane na zewnątrz

• w ten sposób do dziś odżywiają się głównie bakterie wodne i glebowe

w zależności od ilości i różnorodności pobieranych z otoczenia substancji, bakterie te podzielono na

• prototrofy

do życia wystarcza im kilka prostych związków organicznych

• auksotrofy

muszą mieć dostęp do bardziej złożonych związków np. witaminy czy aminokwasu

gdy w środowisku zaczęło brakować wolnych związków organicznych, wykształciły się bakterie autotroficzne

• syntetyzowały one złożone związki organiczne z prostych związków nieorganicznych

• energia do tych syntez pochodziła z egzoenergetycznych reakcji chemicznych – procesów chemosyntezy

• obecnie ten typ odżywiania występuje u bakterii nitryfikacyjnych, siarkowych i żelazowych

niektóre bakterie wykorzystywały zamiast energii chemicznej energię świetlną w procesie fotosyntezy

• związkiem umożliwiającym przemianę energii świetlnej w chemiczną był bakteriochlorofil

obecnie występuje u niektórych bakterii fotoautotroficznych np. u bakterii purpurowych

u sinic = cyjanobakterii pojawił się chlorofil a

• proces fotosyntezy przy wykorzystaniu tego chlorofilu jest bardziej wydajny

• źródłem wodoru niezbędnego do syntezy cukrów była woda

• produktem ubocznym był tlen uwalniany do otoczenia

  dwutlenek węgla + woda glukoza + tlen

  ODDYCHANIE WEWNĄTRZKOMÓRKOWE

bakterie mogą oddychać beztlenowo lub tlenowo

bakterie, które przeprowadzają proces oddychania beztlenowego = fermentacji, nazywane są anaerobami

• proces ten polega na rozkładzie (utlenieniu) cukrów

• zachodzi w cytoplazmie bakterii

• wydziela się energia

• produktem rozkładu może być

kwas mlekowy np. u Lactobacillus

etanol np. u Sarcina

kwas octowy

• anaeroby bezwzględne – tlen działa na nie zabójczo

• anaeroby względne – są neutralne w stosunku do obecności tlenu

  glukoza alkohol etylowy + dwutlenek węgla + ENERGIA

bakterie tlenowe (aeroby) używają tlenu cząsteczkowego do całkowitego utlenienia cukrowców do dwutlenku węgla i wody

• w tym procesie uzyskuje się kilkakrotnie więcej energii niż w przypadku fermentacji

• końcowe etapy oddychania zachodzą na błonie komórkowej

możliwe, że biorą w tym udział mezosomy

glukoza + tlen dwutlenek węgla + woda + ENERGIA

WIĄZANIE AZOTU CZĄSTECZKOWEGO

niektóre bakterie posiadają zdolność do przyswajania azotu cząsteczkowego bezpośrednio z atmosfery

dzięki temu mogą one żyć w środowiskach bardzo ubogich w związki azotowe

obumierając, bakterie te stają się źródłem przyswajalnego azotu dla eukariontów

przykłady

• Azotobacter

• Rhizobium

• Gleocapsa

• Nostoc

  ROZMNAŻANIE SIĘ – PODZIAŁ KOMÓRKI

bakterie są organizmami haploidalnymi, ponieważ posiadają genofor, będący pojedynczym zestawem genów

organizmy te rozmnażają się wyłącznie bezpłciowo poprzez

• podział komórki

• fragmentację kolonii (rzadziej)

podział komórki polega na

• podwojeniu = replikacji cząsteczki DNA

• rozdzieleniu obu nici DNA

• przedzieleniu cytoplazmy mniej więcej na połowę

kolejne podziały mogą zachodzić nawet co 15-30 minut

fragmentacja

• przeprowadzają ją nitkowate kolonie bakterii

promieniowce

niektóre sinice

• polega na rozerwaniu kolonii na mniejsze fragmenty

  PROCESY PŁCIOWE

proces płciowy nie jest sposobem rozmnażania, ale ma na celu rekombinację materiału genetycznego

koniugacja

• bakterie łączą się ze sobą za pomocą fimbrii

• następuje wymiana materiału genetycznego w postaci plazmidów bądź fragmentów genoforu

transformacja genetyczna

• komórka bakteryjna pobiera z otoczenia obcy plazmid i włącza go do swojego materiału genetycznego

transdukcja

• polega na przeniesieniu fragmentu DNA przez bakteriofaga (wirus atakujący bakterie) do komórki bakteryjnej

• komórka wchodzi wtedy w stan lizogeniczny

Systematyka prokariontów

METODY KLASYFIKACJI

metoda Grama

• bakterie G+ (Gram-dodatnie)

posiadają wiele warstw mureiny

barwią się na niebiesko

• bakterie G- (Gram-ujemne)

posiadają jedną warstwę mureiny

mają podwójną błonę komórkową

barwią się na czerwono

PODZIAŁ SYSTEMATYCZNY

bakterie dzielimy na

• archeany

• eubakterie = bakterie właściwe

archeany

• posiadają specyficzną budowę chemiczną błony komórkowej

• ich ściana komórkowa nie zawiera mureiny

• wykazują pewne podobieństwa do organizmów eukariotycznych

• żyją w ekstremalnych warunkach

solanki

gorące lub kwaśne źródła

ścieki

• prawdopodobnie są bezpośrednimi potomkami pierwszych organizmów

eubakterie = bakterie właściwe

• dzielą się na

sinice = cyjanobakterie

jednokomórkowe lub kolonijne

zamieszkują środowisko wodne

są autotrofami – przeprowadzają fotosyntezę za pomocą chlorofilu a, znajdującego się w tylakoidach

posiadają barwniki fikobilinowe, wspomagające proces fotosyntezy

czerwona fikoerytryna

niebieska fikocyjanina

niektóre z nich potrafią wiązać azot cząsteczkowy z przy użyciu specjalnych komórek zwanych heterocystami

materiałem genetycznym jest skrobia sinicowa

promieniowce

bakterie o grubych ścianach G+

tworzą rozgałęzione kolonie

zazwyczaj żyją w glebie

niekiedy mogą być groźnymi pasożytami

krętki

śrubowato zakręcone

o bardzo cienkiej ścianie komórkowej

poruszają się ruchem wijącym

są cudzożywne

odżywiają się martwą materią organiczną – saprofity

mogą być pasożytami

Firmicutes

G+

dwoinki

laseczki

bakterie mlekowe

proteobakterie

najpospolitsze formy bakteryjne

posiadają sztywną, mureinową ścianę komórkową

niektóre zaopatrzone są w wici

ziarniaki

pałeczki

laseczki

przecinkowce

śrubowce