Bakterier: Definition, typer og eksempler

Bakterier er de mest rigelige levende organismer på planeten såvel som nogle af de mest kendte livsformer. Bakteriens enkelhed og små dimensioner maskerer på nogle måder disse livsformers modstandsdygtighed, antikhed og allestedsnærværende.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Bakterier er enkelt- celleorganismer, og de repræsenterer et af to domæner inden for den taksonomiske kategori kendt som prokaryoter.
Den anden er Archaea, der kan overleve nogle af Jordens mere ekstreme miljøforhold.

Ordet "prokaryote "kommer fra det græske for" før kerne ", der fremhæver den største forskel mellem prokaryoter og deres nyere opståede kolleger i biosfæren, eukaryoter
(" god kerne ").

Kort sagt , prokaryoter er encellede organismer med en anukleat og celle, mens eukaryoter er multicellulære organismer med nukleare
celler; sjældne undtagelser findes i begge kategorier.
Hvorfor er bakterier vigtige?

Bakterier er aktive i stort set ethvert kendt økosystem på planeten (et økosystem er en samling af organismer, der interagerer i et fælles fysisk miljø).

Mens deres primære berygtethed ligger i deres evne til at forårsage et skår af infektionssygdomme, mange af dem potentielt dødelige, spiller mange bakterier faktisk fordelagtige roller i menneskers liv og andre eukaryoter.

Når to forskellige slags organismer lever sammen på måder, der er gavnlige for begge, dette kaldes symbiose
. (Dette kan kontrasteres med parasitisme, hvor den ene af de to organismer drager fordel af den anden, f.eks. Bendelorme, der lever i tarmene hos pattedyr og forårsager menneskelige sundhedsmæssige problemer under processen.)
Symbiose: Eksempler

Et eksempel på bakterie-menneskelig symbiose er fremstillingen af en bestemt art af bakterier af vitamin K, et essentielt molekyle i koagulation af blod.

Andre bakterier lever symbiotisk på menneskets hud og andre steder i kroppen , og de kan hjælpe med at ødelægge sygdomsfremkaldende celler såvel som hjælp i fordøjelsessystemet.

Derudover ville det kulinariske landskab være markant anderledes uden bakterier i blandingen. Uden dem ville verden ikke have ost, yoghurt og andre fødevarer, der er afhængige af de kontrollerede og overvågede aktiviteter af disse mikroorganismer til deres fremstilling.
Patogene bakterier

Mindre end en procent af de kendte bakterier er der er i stand til at forårsage sygdom hos mennesker.

Bakterieinfektioner er dog stadig en af de største dødsårsager og sygdomme i hele verden, især i områder med dårlig sanitet, høj befolkningstæthed og begrænset adgang til de rigtige antibiotika til bekæmpelse af bakterier - spørgsmål om folkesundhed, der desværre ofte findes i kombination.

Nogle af de mere almindelige typer bakterier, der er patogene eller sygdomsfremkaldende, hos mennesker, er nogle af Streptococci
og Staphylococci
samt E. coli.

Streptococcus
og Staphylococcus
er slægtsnavne, og hver kategori inkluderer en række patogene arter. E. coli
, forkortelse med Escherichia coli
, er en bestemt slags bakterier, så slægten og artsnavnet er begge inkluderet, ligesom Homo sapiens
for at henvise til moderne mennesker.

På tværs af den taksonomiske verden aktiveres slægtsnavnet altid, mens artsnavnet aldrig er.
Nutrient Recycling -

Bakterier bidrager også positivt til det globale økosystem ved at deltage i næringsstof genanvendelse
(f.eks. kulstofcyklus, nitrogencyklus).

Disse processer returnerer vigtige kulstof- og nitrogenholdige molekyler, der er gået fra toppen af den såkaldte fødekæde til bakterierne ved bunden til systemet, hvilket gør dem tilgængelige for ny plante- og dyrevækst; når disse organismer dør, finder deres kulstof- og nitrogenatomer vej tilbage i jord og vand, ofte efter at bakterier har handlet for at nedbryde deres rester og udvinde energi til deres egen vækst.
Historien om bakterier

Bakterier har eksisteret på Jorden i omkring 3,5 milliarder år, hvilket betyder, at de har eksisteret i omkring tre fjerdedele, så længe Jorden selv var.

(Overvej, at dinosaurier menes at have udryddet for omkring 65 millioner år siden; dette er mindre end en halvtredsindstyve så dybt ind i den geologiske historie, som bakteriens udseende.)

Deres prokaryote slægtninge, archaea, har været til stede endnu længere. Du kan se vilkårene aktiveret; Archaea og bakterier er også navnene på de taksonomiske domæner, der omfatter disse organismer.

"Arkæerne", hvis ikke andet, behøver ikke at konkurrere med ressourcer med andre organismer, for de beboer kun de mest uheldige miljøer, der kan tænkes : kogende varmt eller ekstremt surt vand, ekstremt saltvand (salte) bassiner, svovltunge vulkanåbninger og dybt inde i Antarktisk is.

Opdelingen af bakterier og archaea antages at have fundet sted for omkring 4 milliarder år siden.

Selvom det er let at se bakterier og archaea som nære fætre, på det biokemiske og genetiske niveau, er disse to grupper af organismer lige så forskellige fra hinanden som hverken fra mennesker.
Prokaryotes Before Eukaryotes

Eukaryoter opstod først millioner af år efter de første bakterier, og deres opkomst antages at være et resultat af, at en type prokaryot opslynger en anden på en måde, der "fungerede" over tid; forestil dig, at et AirBnB-ophold bliver til en permanent situation med værelseskammerater.

Specielt kan organellerne inden i eukaryote celler kaldes mitokondrier, som er ansvarlige for aerob metabolisme og dermed de relativt massive størrelser, eukaryoter kan nå på grund af deres afhængighed af ilt (aerob betyder "med ilt"), menes at have engang været fristående bakterier i sig selv.

Ingen personer er unikt krediteret med opdagelsen af bakterier, men den hollandske videnskabsmand Antony von Leeuwenhoek fra det 17. århundrede krediteres for at være den første til at bruge et mikroskop til at gennemføre omfattende undersøgelser af disse organismer.

Først på 1800-tallet lærte forskere, blandt dem Robert Koch og Louis Pasteur, at bakterier kunne forårsage sygdom hos mennesker, og det først inden 2. verdenskrig mod slutningen af første halvdel af det 20. århundrede identificerede medicinske forskere og begyndte at bruge antibiotika, som er naturlige eller syntetiske kemikalier, der kan p reproduktion af bakterier i dens spor, med eller uden at dræbe organismerne direkte.
Struktur af en bakteriecelle

Ligesom dyr kan påtage sig en svimlende række fysiske former fra en art til den næste, forskellige typer bakterier spænder over forskellige former og størrelser, som beskrevet i det følgende afsnit.

Ligesom alle eukaryote celler har visse funktioner til fælles, er mange bakterieregenskaber imidlertid universelle.

Den vigtigste uafhængige struktur af en bakterie er måske cellevæggen
. (Bemærk, at "kun" cirka 90 procent af bakterier faktisk har denne funktion.)

Bortset fra deres funktion og kemiske sammensætning er cellevæggen, der er ekstern til den cellemembran, som alle celler har, bruges til at opdele bakterier på grundlag af vægens reaktion på en laboratorieprocedure kaldet Gram-farvningen.

Såkaldte gram-positive (G +) bakterier, som bevarer det meste af farvestoffet, der bruges i farvningsprocessen, har vægge der viser en purpurfarvet farve, når de farves, hvorimod gramnegative (G-) bakterier, der frigiver det meste af farvestoffet, ser lyserøde ud. (Traditionelt er "gram-positive" og "gram-negative" ikke aktiveret på trods af, at rodordet er et rigtigt substantiv.)

Både G + og G- bakteriecellevægge indeholder stoffer kaldet peptidoglycans
der findes intet andet sted i naturen.
Specifikationer for cellevægge -

Cirka 90 procent af G + cellevæggene er lavet af peptidoglykaner, hvor resten består af teichoisk < syre
.

I modsætning hertil består kun ca. 10 procent af væggene i G-bakterieceller af peptidoglycaner. G-bakterier inkluderer også en plasmamembran på ydersiden af cellevæggen for at komplementere den primære cellemembran under den.

Sammen udgør cellevæggen og en eller to cellemembraner i en bakterie det, der kollektivt er kaldes cellehylsteren.

De genetiske oplysninger om bakterier er indeholdt i deoxyribonucleic acid (DNA), ligesom i eukaryoter. Bakterieceller mangler imidlertid kerner, som er der, hvor DNA findes i eukaryoter, så bakterie-DNA findes i cytoplasmaet (stoffet i cellen inden i cellemembranen) i et løs arrangement af strenge kaldet nucleoid.
• •• Sciencing af andre bakterielle celleelementer

Eksternt til cellevæggen og projicerer til det ydre miljø er forskellige strukturer, der deltager i at bevæge bakterierne omkring og udveksle genetisk information med andre bakterier.

A < em> flagellum
er en piskelignende projektion, der fungerer som en propell på en båd, og den består af et glødetråd, en krog og en motor, som alle er lavet af forskellige proteiner.

En pilum
(plural pili) er en mindre, hårlignende fremspring, der kan spille en lille rolle i bevægelse, men den bruges ofte til at fastgøre bakterierne på overfladerne til andre celler. Når denne anden celle i sig selv er en bakterie, kan resultatet være konjugering eller flytte DNA fra en bakteriecelle til den næste.

Ribosomer, der også findes i eukaryoter, er stederne for proteinsyntese i cellerne.

Fundet spredt i cytoplasmaet, disse strukturer bruger information kodet via DNA i messenger ribonucleic acid (mRNA) til at opbygge specifikke proteiner fra aminosyresubenheder sendt til ribosomerne af andre proteiner.
De forskellige typer bakterier

Ud over at opdele bakterier i kategorier på grundlag af deres førnævnte cellevæg-farvningsadfærd, kan bakterier skelnes ud fra deres form.

Der er tre grundlæggende former:

1. Cocci
   (ental: coccus), som er nogenlunde sfærisk og
2. Bacilli
   (bacillus), som er stangformede
   
3. S_pirilla_ (spirillum), der er snoet til en spiralform.
   
   

   Cocci findes ofte i kolonier.
   

   Diplokokker og er cocci arrangeret i par; streptokokker findes i kæder. Staphylococci
   findes i uregelmæssige, graplignende klynger. Baciller er større end cocci, og når de deler sig, kan resultatet være en kæde ( streptobacilli
   ) eller en kugleformet klynge ( coccobacilli
   ).
   

   Endelig spirillaen kommer i tre egne varianter: vibrio
   , som er en buet stang, formet som et komma; spirochete
   , en tynd og fleksibel spiral; og den "typiske" spirillum
   , der danner en stiv spiral.
   Sådan reproducerer bakterier
   

   Bakterier gengives ved en proces kaldet binær fission
   , hvilket resulterer i dannelse af to datterbakterier, hver næsten identisk med den "forældre" -bakterie i sammensætning og lig med hinanden i størrelse.
   

   Dette er en aseksuel form for reproduktion, og den ligner mitosen, der ses i eukaryote celler .
   

   Mitose henviser imidlertid strengt til replikation af en celle's genetiske materiale eller DNA. Mens dette forekommer næsten i samspil med opdelingen af hele eukaryote celler, kaldes spaltningen af en eukaryot celle i to cytokinesis
   .
   

   Husk, at en bakteries DNA ikke er pakket i en kerne, men sidder snarere i cytoplasmaet i et sæt løst organiserede tråde.
   

   Som forberedelse til binær fission forlænges hele bakteriecellen på en koordineret måde, hvor både cellevæggen og cytoplasmaen bliver mere omfattende. Når dette sker, begynder cellen at fremstille en komplet ny kopi af dens DNA (replikation).
   Division forekommer
   

   "Linjen", langs hvilken bakterien vil opdele, kaldet en septum
   , dannes i midten af cellen; syntese af septum er afhængig af et protein kaldet FtsZ
   .
   

   Først ser septum ud som en ring, men derefter skubber det sig mod modsatte sider af cellen, hvilket i sidste ende fører til spaltning og dannelse af to datterbakterier.
   

   Fordi binær fission resulterer i dannelsen af to hele, funktionelle organismer, er genereringstiderne af bakterier, der ofte gives i timer, normalt meget kortere end eukaryotiske organismer, der typisk måles i måneder eller år.
   

   Relateret emne: antibiotikaresistens