BAKTERIER: KARAKTERISTIKA, MORFOLOGI, TYPER, REPRODUKTION - BIOLOGI - 2025

De bakterier er en stor gruppe af prokaryote mikroorganismer. De er generelt kun få micron i størrelse. De har forskellige former lige fra cylindrisk til spiralformet til sukkerrørformer.

De er praktisk talt allestedsnærværende organismer og kan være placeret i jorden, marine og ferskvandskroppe af vand og beboer tarmfloraen og spyt hos mange hvirveldyr og som parasitter på dyr og planter. De er også fundet i ekstreme miljøer såsom sure varme kilder, hydrotermiske ventilationsåbninger og radioaktivt affald.

Bakterie Bakterium tartarophtorum, B. manitopoeum og Bacillus sporogenes, der vokser i en beholder i rustfrit stål. Taget og redigeret fra commons.wikimedia.org

Disse mikrober er en væsentlig del af mange næringsstofcyklusser. De er den grundlæggende komponent i mikrobiotaen i alle trofiske kæder, og deres biomasse kan beregnes til ca. 5 × 10 ³⁰ bakterier på planeten jorden.

Et andet interessant tal er størrelsen af ​​mængden af ​​bakterier, der bebor den menneskelige krop: det menes, at der i et gennemsnitligt menneske findes omkring 39 billioner bakterieceller, og de fleste af disse er en del af tarmfloraen.

Den traditionelle klassificering af bakterier omfattede en polyfyletisk taksonomisk gruppe. I dag er denne gruppe blevet opdelt i to domæner bakterier og archea. Bakterier genkendes som den prokaryote gruppe med membranlipider sammensat af diacyl-diestere af glycerol.

På den anden side er archea gruppen af ​​prokaryoter, hvis membran er sammensat af isoprenoide lipider (glyceroldieter eller glyceroltetraether). De præsenterer også forskelle i deres ribosomale RNA, der kaldes henholdsvis bakterielt rRNA og archaean rRNA.

Morfologi

Bakterier har en stor morfologisk variation og størrelse. Disse encellede organismer kan måle fra 0,3 mikrometer til 0,5 millimeter, men deres målinger er generelt mellem 0,3 og 5,0 mikron.

Formen kaldet cocci (sfærisk) er den mest almindelige blandt bakterier. Andre former, såsom baciller (formet som en pind eller stang), er imidlertid også relativt almindelige.

Andre ikke så hyppige morfer blandt bakterier er: kommaer, også kaldet vibrios (formet som en let buet stang eller som tegnsætningstegn “,”), og spirilias eller spirochetes (med spiralformer). Nogle mere usædvanlige er stadig formet som stjerner.

Andre ikke-morfologiske egenskaber

Repræsentanterne for bakteriedomænet, der er prokaryote unicellulære organismer, præsenterer ikke en defineret kerne eller komplekse membranorganer. Cellevæggen af ​​disse har en pectidoglycan, der indeholder muraminsyre, og membranlipiderne indeholder ligekædede fedtsyrer med esterbindinger.

De præsenterer gasvesikler. Transfer-RNA har thymin (i de fleste tRNA'er) og N-formylmethionin (båret af initiatoren tRNA). De præsenterer polycistronisk mRNA, det vil sige, de koder for mere end et protein.

Ribosomer er 70'ere i størrelse. De er følsomme over for chloramphenicol og kanamycin, de viser ikke følsomhed over for det antibiotiske anisomycin.

Bakteriel RNA-polymerase er et stort molekyle. Det har fem underenheder på cirka 410 kilodalton hver. Derudover har RNA-polymerasen en rille 55 Å i længden og 25 Å i bredden. Du er følsom overfor rifampicin. Det har ikke type II-polymerase-promotorer.

Bakterier fikserer nitrogen, udfører fotosyntesen baseret på klorofyll og udfører også kemolitotrofi (oxidation af uorganiske forbindelser). De producerer ikke methan, og de præsenterer heller ikke enzymet ATPase.

ID

Identificering og klassificering af bakterier er et af de mest komplekse spørgsmål inden for biologien til mikroorganismer. Der er adskillige egenskaber og metoder, der bruges til identifikation og efterfølgende klassificering af disse individer.

Klassiske egenskaber inkluderer morfologi, fysiologi og stofskifte, biokemi, økologiske relationer og funktioner og genetik.

De mest almindeligt anvendte analyser er: fermenteringsprodukter, ernæringstype, kulstof- og nitrogenkilder, lagringsindeslutninger, motilitet, osmotisk tolerance, optimale fysisk-kemiske tilstande, fotosyntetiske pigmenter, blandt mange andre.

Andre ikke-klassiske træk findes på molekylært niveau. I de senere årtier har brugen af ​​nukleinsyrer og proteiner til taksonomi af bakterier fået stor fart.

Sammenligninger mellem gener (proteiner og nukleinsyrer) giver omfattende information om slægtning og naturligvis lighed mellem organismer.

Typer (klassificering)

Bakterier var et udtryk, der traditionelt blev brugt til at betegne alle encellede prokaryoter. Molekylær systematik viste imidlertid, at denne gamle gruppe af organismer (prokaryot) divergerede i 2 grupper eller domæner.

Disse to grupper blev kaldt eubacteria og archebacteria. De blev senere omdøbt til bakterier og arkea. Archea er en gruppe, der er mest beslægtet med medlemmer af et tredje domæne, kaldet Eukarya.

Denne sidste gruppe består af eukaryote organismer. Til sammen udgør de 3 domæner (bakterier, archea og eukarya) den aktuelle livsklassificering.

System med de 3 domæner, Bakterier, Archea og Eukarya. Taget og redigeret fra commons.wikimedia.org

-Klassificeringer af bakterier

Bakterier kan klassificeres efter forskellige kriterier, såsom:

Celleorganisation

Bakterier er generelt unicellulære, men afhængigt af den cellulære organisation kan de imidlertid klassificeres som "unicellulære og multicellulære."

Metabolisme

Afhængigt af det miljø, de findes i, og den måde, de udfører deres processer på for at få energi og næringsstoffer, klassificeres bakterier i:

• Anaerob: dem, der lever og udvikler sig i miljøer uden ilt.
• Aerob: bakterier, der lever og trives i miljøer med ilt.
• Fakultativt: de organismer, der lever og udvikler sig utydeligt i anaerobe eller aerobe miljøer, dvs. at de kan leve i miljøer med eller uden ilt.

Cellular væg

Afhængigt af sammensætningen af ​​cellevæggen i bakterierne reagerer de på Gram-pletten, enten med en mørkeblå eller lilla farve, eller på den anden side med en lyserød eller rød farve, og deres klassificering er som følger:

• Gram-positiv: blå eller lilla farve og fortykket cellevæg.
• Gram-negativ: lyserød eller rød farve og tynd eller tynd cellevæg.

Vækst og udviklingstemperatur

Afhængig af de temperaturer, hvor disse mikroorganismer udvikler sig, kan de klassificeres i:

• Psykrofiler: de bakterier, der udvikler sig i miljøer med meget lave temperaturer.
• Mesofil: bakterier, der bor og udvikler sig ved temperaturer mellem 15 og 35 ° C (moderate temperaturer), men nogle forskere overvejer organismer, der udvikler sig inden for et område fra 20 til 40 ° C, mesofile.
• Termofile: de bakterieceller, der udvikler sig og lever ved høje temperaturer, det vil sige over ca. 45 ° C.

Form

Bakterier er længe blevet identificeret i henhold til deres form, og deres klassificering er som følger:

• Cocaceae: cylindrisk eller sfærisk. Disse former har forskellige klassificeringer baseret på antallet af celler, de danner, og den form, de bygger. For eksempel med hensyn til tal, når cocaceae observeres parvis kaldes de "diplokokker", og når de findes i antal på 4 kaldes de "tetracocci". Men når det kommer til form, kaldes de "streptokokker", når de danner kæder, når de danner klynger "stafylokokker", og når de er terningformede kaldes de "sarkiner".
• Baciller: bakterier med langstrakte former, som en stang eller stang. Når disse baciller danner kæder kaldes de "streptobaciller."
• Cocobacilli: semi-cylindriske bakterier, men fladt ud ved polerne med en oval form.
• Spirilos: bakterier med spiralformer, der ligner en korketrukker.
• Vibrios: organismer med form af en kort og bøjet stang, de kaldes også kommaer, som tegnsætningstegn.

Morfologi af bakterier. Taget og redigeret fra commons.wikimedia.org

-I øjeblikket klassificering af bakteriedomænet

Efter den revolutionære klassificering af Carl Woese og kolleger i 1990 ændrede klassificeringen af ​​bakterier sig radikalt. I øjeblikket, i henhold til LPSN eller listen over prokaryotiske navne med stående i nomenklaturen (Liste over Prokaryotiske navne med stående i nomenklatur), er bakteriedomænet opdelt i 34 phyla. Blandt disse phyla er:

spirochaetes

Langstrakte og spiralformede bakterier. Gram negativ. De har en ydre cellekonvolut. De bevæger sig ved hjælp af aksiale filamenter.

Firmicutes

Gruppe af positive positive bakterier, hovedsageligt med fortykket cellevæg og lavt indhold eller procentdel af GC. Firmicutes er primært stavformet og undertiden kokosnødformet. Mange arter producerer endosporer.

Proteobacteria

Gram-negative bakterier med varieret morfologi og en cellevæg dannet af lipopolysaccharider. Hovedsagelig heterotrofisk, selvom nogle arter kan fotosyntetisere. De er meget rigelige i oceanerne og andre vandmasser.

Cyanobakterier

Bakterielle organismer, der har chlorophyll og phycocyanin. De kaldes blågrønne alger. De er gramnegative og er i stand til ilt-fotosyntesen.

Bacteroidetes

Bakterier tilpasset en stor mangfoldighed af levesteder. Anaerob metabolisme. Gram negativ. Nogle arter er opportunistiske patogener.

Chlorobi

Gruppe af bakterier, der udfører anoxygenisk fotosyntese. Anaerob metabolisme. Gram negativ. De kaldes grøn svovlbakterier.

Chloroflexi

Monodermale bakterier, det vil sige, de har en enkeltcellemembran. De har en meget tynd ydre cellevæg af peptidoglycan. Gruppen har termofile og mesofile repræsentanter. Nogle fotosynteser. Hovedsageligt aerob. Gram positive.

Thermotogae

De er bakterier tilpasset til at leve i ekstreme miljøer. De betragtes som hypertermofile organismer. Anaerob metabolisme og kan behandle kulhydrater. De er Gram-negative.

Reproduktion

Binær fission

Den vigtigste mekanisme for reproduktion af bakterier er binær fission eller bipartition. Det er en type aseksuel reproduktion, hvor bakteriecellen skal dobbelt i størrelse og derefter opdeles, hvilket giver anledning til to datterceller.

Denne type aseksuel reproduktion gør det muligt for bakterier at have en eksponentiel vækst i befolkningen. På denne måde kan den voksende befolkning gøre bedre og hurtigere brug af tilgængelige ressourcer og også udvide muligheden for at generere organismer eller stammer, der er resistente over for de forskellige miljøer, de udvikles i.

Flere fission

Det er en type celledeling, hvor kernen er opdelt i flere lige store dele, og derefter sker opdelingen af ​​cytoplasmaet, hvilket giver anledning til og samtidig til flere datterceller.

Spirende eller spirende

Denne type aseksuel bakteriel reproduktion forekommer i en ikke-specifik placering af moderbakterien. Det begynder med en udbuelse i cytoplasmaet, der kaldes en knopp, som derefter fordobles til størrelsen af ​​forælderen og adskilles som en ny person (dattercelle). Denne type reproduktion er observeret i phyla Planctomycetes, Firmicutes og Cyanobacteria.

Baeocytproduktion

Denne type reproduktion, også kaldet atypisk binær fission, består af en lille cirkulær celle (baeocyt), som derefter øges i masse eller størrelse og danner en vegetativ celle.

I løbet af stigningen i størrelse gentager denne vegetative celle sit DNA flere gange, senere går den videre til den reproduktive fase, hvor den gennemgår cytoplasmatiske fusioner, som senere bliver titusinder eller endda hundreder af baeocytter. Denne type reproduktion er undersøgt i cyanobakterier.

Ernæring

Bakterier har flere typer ernæring:

Lithotrophs

Bakterier, der bruger uorganiske underlag, såsom nitritter, nitrater, jern eller sulfater til biosyntese eller konservering af energi gennem anaerobiose eller aerobiose.

Organotrophs

Bakterielle organismer, der får hydro eller elektroner fra organiske kilder, såsom kulhydrater, kulbrinter eller lipider. Disse organismer kan være aerobe eller anaerobe, endog heterotrofiske eller autotrofiske.

Autotrofiske bakterier

Organismer, der udvikler sig ved at syntetisere uorganiske stoffer, der kan være kulstof, men uorganiske såsom kuldioxid.

Heterotrofiske bakterier

De organismer, der syntetiserer kemiske stoffer, hvis kulstofkilde er organisk, såsom polysaccharider.

Mixotrophs

Bakterier, der kræver syntese af uorganiske stoffer til bevarelse og opnåelse af energi, men som også kræver organiske forbindelser for at opfylde deres biosyntetiske metaboliske behov.

Sygdomme forårsaget

Af den store mangfoldighed af bakterier, der er kendt af mennesker, er det kun få (i forhold), der forårsager sygdom. Patologierne forårsaget af disse mikroorganismer hos mennesker kan klassificeres efter deres oprindelse, det vil sige i henhold til overførsels- eller erhvervelsesmekanismen for dette:

- Luftbåren

Bakterier, der forårsager luftbårne sygdomme, påvirker normalt luftvejene eller luftvejene, og i andre tilfælde kan de forårsage hudtilstande. Her er nogle luftbårne sygdomme:

difteri

I de fleste tilfælde overføres denne sygdom af Corynebacterium diphtheriae, selvom C. ulcerans kan give lignende kliniske manifestationer.

Sygdommen overføres fra en syg person til en sund person gennem partikler, der overføres under respiration. Det kan også forekomme ved kontakt med udskillelsen af ​​hudlæsioner. Difteri kan påvirke næsten enhver slimhinde, og de mest almindelige kliniske former er:

• Fynyngeal: det er den mest almindelige manifestation. Symptomer inkluderer generel sygdom, mild feber, ondt i halsen og endda anoreksi.
• Nasal anterior: det er den mindst hyppige kliniske manifestation. Det præsenterer som en næseblødning. En purulent slimafgivelse kan også være til stede, eller en pseudomembran kan udvikle sig i næseseptum.
• Laryngeal: Denne kliniske manifestation af difteri frembringer feber, heshed, åndenød, bjælkende hoste og højt tonede lyde, når man trækker vejret. Hvis det ikke kontrolleres i tide, kan død opstå på grund af hindring af luftvejene.
• Kutan: præsenterer som et skællende udslæt på huden eller som veldefinerede mavesår. Afhængigt af placeringen af ​​det berørte område (membran) og dets omfang, kan der forekomme komplikationer såsom lungebetændelse, myocarditis, neuritis, luftvejsobstruktion, septisk arthritis, osteomyelitis og endda død.

Legionellose eller legionærsygdom

Sygdommen er forårsaget af en aerob Gram-negativ bakterie, der er hjemmehørende i jord og akvatiske økosystemer kaldet Legionella pneumophila. Denne bakterie er også blevet isoleret i klimaanlæg og brusekabiner.

Sygdommen er resultatet af spredning af bakterier via luften fra et reservoir til det menneskelige åndedrætssystem. Mænd over 50 år, som er kompromitteret med rygning, alkoholisme eller immundefekt, er mere tilbøjelige til at få sygdommen.

Bakterien lægger sig i fagosomerne i de alveolære makrofager, hvorfra den formerer sig og forårsager vævsskade. Symptomerne på denne sygdom er: hoste uden udvisning af luftvejssekretioner, feber, svær bronchopneumoni og neurologiske problemer kan opstå.

Meningitis

Denne sygdom består af en betændelse i hjernehinden og rygmarven. Det kan have en aseptisk eller bakteriel oprindelse. Patologien med bakteriel oprindelse stammer fra luftvejssekretioner fra bærere af sygdommen eller fra aktive tilfælde.

Bakterierne, der forårsager meningitis, koloniserer oprindeligt nasopharynx, hvorfra de krydser slimhinderne og trænger ind i blodbanen, og derfra til cerebrospinalvæsken, hvorfra de betændes i hjernehinderne.

Symptomerne på denne infektion er: en luftvejssygdom eller ondt i halsen, efterfulgt af forvirring, opkast, hovedpine (i nogle tilfælde alvorlig), stiv nakke og ryg.

Lungebetændelse

Flere arter af bakterier er relateret til lungebetændelse, men Mycobacterium avium og M. intracellulare arter er de vigtigste årsager til denne sygdom. Disse bakterier har en verdensomspændende distribution og inficerer ikke kun mennesker, men andre hvirveldyr og insekter.

Åndedrætsorganerne og fordøjelsessystemet menes at være indgangspunktet for disse baciller til at kolonisere patienter. Sygdommen manifesterer sig hos mennesker som en lungeinfektion, ligesom den, der er forårsaget af tuberkulose.

Andre sygdomme

Mange andre sygdomme overføres af luftvejsbakterier, blandt hvilke vi kan nævne: tuberkulose, produceret af Koch bacillus (Mycobacterium tuberculosi); kighoste, forårsaget af bakterierne Bordetella pertussis, og sygdomme forårsaget af streptokokker.

-Transmission med leddyr

Bakterielle sygdomme forårsaget af disse hvirvelløse dyr betragtes som sjældne, men de er genstand for meget interesse. Nogle af disse sygdomme er:

ehrlichiosis

Patologi forårsaget af bakterien Ehrlichia chaffeensis, der overføres af dyrebeholdere, såsom flåtten. Når bakterierne kommer ind i blodbanen, forårsager det en ikke-specifik febersygdom kaldet Human Monocytic Ehrlichiosis (HEM). Sygdommen er kendetegnet ved symptomer som: feber, kulderystelser, hovedpine og myalgi.

Epidemisk tyfus

Bakteriesygdom overført til mennesker med lus. Bacillusen, der forårsager denne sygdom, er Rickettsia prowasekii. Når lusen nærer sig en inficeret person, inficerer bakterier leddyrens tarm og spredes.

Inden længe forekommer store mængder rickettsiae i fæces, og når lusen suger blodet fra et andet sunt individ, affyrer de.

Når irritationen fra stikket får individet til at ridse, kontaminerer det det beskadigede sted og tillader rickettsiae at komme ind i deres blodbane, hvor de efterfølgende forårsager betændelse i blodkarene ved infektion af deres endotelceller. Symptomerne på denne sygdom er feber, alvorlig hovedpine og myalgi.

Lymes sygdom

Lyme sygdom er en bakterieinfektion, der overføres til mennesker ved hjælp af et flåttbid, hvis naturlige værter er volder og hjorte. De forårsagende bakterier er spirochetter af slægten Borrelia.

Klinisk har sygdommen tre faser: først begynder den normalt med hudlæsioner, der udvides som ringe. Dette stadie er ofte ledsaget af feber, kulderystelser, træthed, ubehag og hovedpine.

Den anden fase er kendetegnet ved anfald af gigt, hjertebetændelse og neurologiske problemer. Den tredje og sidste fase kan observeres år senere og er kendetegnet ved, at individer udvikler demyelinering af neuroner og har symptomer svarende til Alzheimers eller multippel sklerose.

Andre sygdomme

Selvom bakterielle infektioner, der overføres af leddyr, betragtes som sjældne, har nogle forårsaget massive dødsfald i menneskeheden, såsom sortdøden eller den buksepest, forårsaget af Yersinia pestis.

En anden sygdom, der ikke er så dødbringende som den sorte pest, er Q-feber forårsaget af bakterien Coxiella burnetii og inficerer husdyr, husdyr og mennesker.

Bakterier, der forårsager den sorte pest. Yersinia pestis. Taget og redigeret fra

-Direkte kontaktsygdomme

Disse bakterielle sygdomme er hovedsageligt forbundet med hudinfektioner og underliggende væv. Nogle af disse patologier er:

carbuncle

Sygdom overført ved at være i direkte kontakt med inficerede husdyr eller deres produkter. Bakterien, der forårsager sygdommen, er Bacillus anthrasis, og dens endosporer kan forblive levedygtige i mange år i jorden eller hos dyr.

Infektionen hos mennesker forekommer hovedsageligt på grund af beskadigelse eller nedskæringer i huden (hudpåvirkning), den kan også påvirke luftvejssystemerne (lungemælkene) og gastrointestinal (gastrointestinal miltbrand).

En eschar (en ulcereret hudpule) dannes på huden, og ledsagende symptomer inkluderer feber, hovedpine og kvalme.

Bakteriel vaginose

Det er en polymikrobiel STD (seksuelt overført sygdom), dvs. produceret af flere bakterier. Sådanne bakterier er Gardnerella vaginalis, arter af slægten Mobiluncus og Mycoplasma hominis.

Det er en sygdom, der betragtes som mild, men meget smitsom, og dens symptomer er: skummende, rigelig vaginal udflod med lugt svarende til fisk, der er ingen smerter, forbrænding eller kløe.

Gonoré

En anden seksuel overførbar sygdom af bakterier. Det er forårsaget af Neisseria gonorrhoeae. Denne diplococcus, når den først kommer ind i kroppen, binder sig til slimceller gennem pili og protein II. Denne vedhæftning forhindrer, at den udvises fra vagina ved normale sekretioner eller urin.

Symptomer hos mænd er: gul til grøn pus, der dræner fra urinrøret, med hyppig vandladning, ledsaget af smerter og en brændende eller brændende fornemmelse. Kun 10-20% af dem, der udsættes for bakterierne, udvikler sig hos kvinder, og hvis de udvikler sygdommen, kan det forårsage ektopiske graviditeter og endda sterilitet.

Andre sygdomme

Bakterielle sygdomme ved direkte kontakt er meget forskellige både i deres oprindelse og i deres udvikling, de mest nævnte er kønssygdomme, og af disse kan vi nævne: de genitourinære sygdomme produceret af mycoplasmas Ureaplasma urealyticum og Mycoplasma hominis; og canker, produceret af Haemophilus lucreyi.

Andre sygdomme ved ikke-seksuel kontakt og forårsaget af bakterier er: inklusion konjunktivitis, spedalskhed, kropsnitsygdom, gasskoldben og mange andre.

Referencer

1. Bakterie. På Wikipedia. Gendannet fra en.wikipedia.org.
2. Binær fission. På Wikipedia. Gendannet fra es.wikipedia.org.
3. LM Prescott, JP Harley og GA Klein (2009). Mikrobiologi, 7. udgave, Madrid, Mexico, Mc GrawHill-Interamericana. 1220 s.
4. GJ Olsen & CR Woese (1993). Ribosomalt RNA: en nøgle til fylogeni. FASEB-tidsskriftet.
5. WB Whitman, DC Coleman, WJ Wiebe (1998). "Prokaryoter: det usete flertal". Forløb fra Det Nationale Akademi for Videnskaber i Amerikas Forenede Stater.
6. DC Yang, KM Blair, NR Salama (2016). "Staying in Shape: Effekten af ​​celleform på bakteriel overlevelse i forskellige miljøer". Anmeldelser af mikrobiologi og molekylærbiologi.
7. AC-del (2018). LPSN - Liste over Prokaryotiske navne med stående i nomenklatur (bakterio.net), 20 år senere. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.