BAKTERIE
CHARAKTERYSTYKA, gatunki…
Bakterie - najprostsze, prokariotyczne organizmy jednokomórkowe. Mogą żyć w różnych środowiskach: w wodzie, glebie, powietrzu a nawet w innych organizmach. Mogą występować pojedynczo lub w postaci kilku-, kilkunastokomórkowych skupisk. Posiadają kilka podstawowych, często występujących kształtów i kilka nietypowych.
Najbardziej pospolita i jednocześnie najprostszy z możliwych kształt to bakteria kulista - czyli tzw. ziarenkowiec. Bakterie z tej grupy mogą występować pojedynczo bądź w skupieniach o określonych nazwach, takich jak: dwoinki (dwie bakterie położone obok siebie), paciorkowce (większa ilość bakterii ułożonych również poziomo obok siebie), pakietowce ( grupa bakterii ułożona przestrzennie obok siebie) oraz gronkowce (jak sama nazwa wskazuje, bakterie tworzą nieregularne grona). Do najbardziej znanych bakterii z grupy kolistych nalezą: dwoinka zapalenia płuc i gronkowiec złocisty.
Druga grupa to bakterie o kształtach zbliżonych do walcowatych. Zaliczamy tu przede wszystkim pałeczki i laseczki (rzadziej występują maczugowce i wrzecionowce), które - mimo podobieństwa - znacznie różnią się właściwościami. Do nich należą między innymi: pałeczka okrężnicy, znana z wywoływania zatruć i chorób pałeczka Salmonella oraz powodujące tężec oraz laseczki z rodzaju Clostridium.
Trzecią grupą bakterii są bakterie spiralne, do których zaliczamy przecinkowce, śrubowce i krętki - np. przecinkowiec cholery czy tez krętek blady wywołujący kiłę.
Ostatnią wielką grupę stanowią pospolite w glebie promieniowce.
BUDOWA
Bakterie są komórkami prokariotycznymi, wszystkie zawierają zatem cytoplazmę, błonę komórkową, nukleoid (obszar cytoplazmy zawierający DNA), oraz rybosomy. Prawie wszystkie bakterie posiadają też błonę komórkową. Jednakże niektóre komórki wytwarzają też otoczki, rzęski, oraz fimbrie bądź zawierają plazmidy.
FIZJOLOGIA, odżywianie, oddychanie…
Wśród bakterii możemy zaobserwować różne sposoby odżywiania się i oddychania.
Celem odżywiania jest dostarczenie organizmowi złożonych związków organicznych (węglowodanów, lipidów, białek), stanowiących punkt wyjścia do syntezy wszystkich niezbędnych substancji, a także źródło energii organizmu. Organizmy heterotroficzne (cudzożywne) muszą pobierać z otoczenia gotowe związki organiczne. Większość bakterii jest cudzożywna, jednakże istnieją tez bakterie autotroficzne (samożywne), które potrafią wytworzyć związki organicznie z nieorganicznych. Jednakże do takiego procesu potrzebne są pewne czynniki - CO2 będące źródłem węgla do budowy łańcuchów oraz odpowiedni nakład energii. Źródła energii są różne, w przypadku bakterii samożywnych fotosyntezujących energia ta pochodzi ze światła słonecznego, zaś w przypadku cudzożywnych chemosyntezujących z reakcji utleniania określonych związków nieorganicznych.
Kolejnym procesem jest oddychanie wewnątrzkomórkowe, przez które rozumiemy proces uwalniania energii z rozkładanych związków organicznych. Dwa podstawowe oddychania to oddychanie tlenowe oraz beztlenowe. W tym pierwszym (tlenowym) związek organiczny (najczęściej glukoza) ulega skomplikowanemu procesowi rozkładu, w wyniku czego uwalniane są duże ilości energii oraz powstają końcowe produkty CO2 i H2O. Oddychanie beztlenowe u bakterii może być dwojakiego rodzaju. Pierwszy to fermentacja. W procesie tym wyjściowy związek organiczny zostaje tylko częściowo rozłożony, tak, że produktami są inne, prostsze związki organicznie oraz niewielkie ilości energii. Drugi sposób oddychania beztlenowego bakterii bardzo przypomina oddychanie tlenowe, jednak zamiast tlenu występuje inny związek organiczny, który ulega redukcji. Ten rodzaj oddychania beztlenowego określamy jako oddychanie z nieorganicznym akceptorem elektronów innym niż tlen. W przeciwieństwie do fermentacji, pozwalającej na uzyskanie tylko niewielkiej części energii porównaniu do oddychania tlenowego, drugi sposób oddychania beztlenowego daje ilości porównywalne z oddychaniem tlenowym.
Bakterie beztlenowe mogą być beztlenowcami bezwzględnymi (dla których tlen jest śmiertelną trucizną) lub względnymi, które w miarę potrzeb i możliwości, mogą przestawić swój metabolizm z oddychania beztlenowego na tlenowe i odwrotnie.
ROZMNAŻANIE, podział komórek…
Bakterie rozmnażają się bezpłciowo, w ogromnej większości przypadków poprzez podział komórki. Z procesem tym zsynchronizowane jest podwojenie materiału genetycznego zawartego w genoforze związane ze wzrostem ściany komórkowej, do której przyczepiony jest nukleoid.
U niektórych bakterii występuje pączkowanie - proces, w którym komórka potomna powstaje poprzez uwypuklenie ściany komórki macierzystej.
Chociaż u bakterii nie występuje płciowy proces rozmnażania, często spotyka się procesy płciowe. Różnica między rozmnażaniem a procesem płciowym w tym przypadku sprowadza się do tego, że w wyniku rozmnażania powstają nowe komórki, natomiast proces płciowy nie zwiększa liczby komórek, choć powoduje wymieszanie materiału genetycznego między komórkami, co prowadzi do zwiększenia różnorodności genetycznej bakterii. Istnieją trzy główne formy przenoszenia materiału genetycznego z danej komórki do innej. Pierwszy z nich to transformacja, czyli pobieranie przez bakterię DNA z otaczającego roztworu (komórka bakterii pobiera z otoczenia obcy DNA i włącza go do swojego chromosomu).
Drugi proces to koniugacja, podczas której fragmenty DNA z komórki dawcy SA przekazywane do komórki biorcy przez cytoplazmatyczny mostek czasowo łączący te komórki (również włącza go do swojego chromosomu).
Wreszcie trzeci proces, czyli transdukcja, polega na przenoszeniu fragmentów DNA między komórkami bakteryjnymi poprzez bakteriofagi, które opuszczając komórkę ,, pomyłkowo'' zabierają, oprócz własnego, także odcinek DNA gospodarza (wirus przenosi fragment DNA do komórki, w której wchodzi w cykl lizogeniczny; oprócz swojego włącza tym samym do chromosomu fragment DNA komórki, którą opuścił).
BAKTERIE CHOROBOTWÓRCZE
Przyczyną występowania objawów bakteryjnych chorób zakaźnych jest namnażanie się bakterii w tkankach i wydzielanie przez nie substancji o charakterze toksycznym, przede wszystkim jadów. Jady bakteryjne dzielą się na dwie grupy: wydzielane poza komórkę egzotoksyny oraz uwalniane z komórki w czasie jej rozpadu endotoksyny. Podczas gdy bakterie nie wnikają do narządów, ich jady mogą wraz z krwią rozprzestrzeniać się po organizmie. Często zakażenie nie powoduje rozwoju choroby bądź powoduje je po długim okresie nosicielstwa. Obecnie, dzięki szczepieniom ochronnym i innym działaniom prewencyjnym, a także dzięki wprowadzeniu takich leków jak antybiotyki i sulfonamidy, zakażenia bakteryjne zostały w znacznym stopniu ograniczone, choć nadal pozostają groźne.
Do najważniejszych chorób bakteryjnych człowieka należą: cholera, trąd, gruźlica, dur brzuszny, czerwonka bakteryjna, angina, szkarlatyna, krztusiec, borelioza (przenoszona przez kleszcze), zapalenia opon mózgowych oraz rzeżączka. Oprócz typowych chorób możemy wyróżnić zatrucia, w których nie namnażanie się bakterii w organizmie człowieka, lecz obecność wydzielanych egzotoksyn jest przyczyną stanu chorobowego. Do najczęstszych należą zatrucia pokarmowe, powodowane przez bakterie z rodzaju Salmonella, a do najgroźniejszych - zatrucie toksyną produkowaną przez laseczkę tężca oraz jadem kiełbasianym wydzielanym przez laseczkę jadu kiełbasianego.