БАКТЕРИЈЕ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, МОРФОЛОГИЈА, ВРСТЕ, РЕПРОДУКЦИЈА - БИОЛОГИЈА - 2025

У Бактерије су велика група прокариотским микроорганизама. Обично су величине само неколико микрона. Они имају различите облике у распону од цилиндричних до спиралних до трске.

Они су практично свеприсутни организми и могу се налазити у земљишту, морским и слатководним воденим водама, настањујући цревну флору и пљувачке многих кичмењака, и као паразити животиња и биљака. Такође су пронађени у екстремним окружењима попут киселих извора, хидротермалних отвора и радиоактивног отпада.

Бактерија Бацтериум тартаропхторум, Б. манитопоеум и Бациллус спорогенес која расте у посуди од нехрђајућег челика. Преузето и уређено са цоммонс.викимедиа.орг

Ови микроби су битан део многих циклуса хранљивих материја. Они су основна компонента микробиоте свих трофичких ланаца и њихова биомаса се може израчунати на приближно 5 × 10 ³⁰ бактерија на планети земљи.

Још једна занимљива бројка је и количина бактерија које настањују у људском телу: сматра се да у просечном човеку има око 39 билиона бактеријских ћелија, а већина њих је део цревне флоре.

Традиционална класификација бактерија састојала се од полифилитске таксономске групе. Данас је та група подељена у две домене бактерија и археје. Бактерије су препознате као прокариотска група са мембранским липидима састављеним од диестил диестера глицерола.

С друге стране, археја је група прокариота чија је мембрана састављена од изопреноидних липида (глицерински диетер или глицерол тетраетер). Такође представљају разлике у својој рибосомалној РНА, која се назива бактеријска рРНА и архејска рРНА, респективно.

Морфологија

Бактерије имају велику морфолошку разноликост и величину. Ови једноћелијски организми могу да мере од 0,3 микрона до 0,5 милиметара, међутим, њихова мерења су углавном између 0,3 и 5,0 микрона.

Облик зван кокци (сферни) је најчешћи међу бактеријама. Међутим, и други облици као што су бацили (у облику штапа или штапа) такође су релативно чести.

Остале не тако честе морфеме међу бактеријама су: зарези, које се такође називају вибриони (у облику благо закривљене шипке или попут интерпункцијске ознаке „,“), и спирила или спирохете (са спиралним облицима). Неке необичније још увек су у облику звезде.

Остале не морфолошке карактеристике

Представници бактеријског домена, као прокариотски једноћелијски организми, не представљају дефинисано језгро или сложене мембранске органеле. Ћелијска стијенка ових састојака садржи пецтидогликан који садржи мурамичну киселину, а липидни мембране садрже масне киселине правих ланаца са естерски везама.

Представљају гасне везикуле. Трансфер РНА садржи тимин (у већини тРНА) и Н-формилметитионин (ношен од стране иницијатора тРНА). Представљају поликистроничну мРНА, односно кодирају више од једног протеина.

Рибосоми су величине 70-их. Осетљиви су на хлорамфеникол и канамицин, не показују осетљивост на антибиотик анисомицин.

Бактеријска РНА полимераза је велики молекул. Има пет подјединица од по око 410 килодалтона. Поред тога, у својој структури РНА полимераза има утор дужине 55 А и ширине 25 °. Осетљиви сте на рифампицин. Нема промоторе полимеразе типа ИИ.

Бактерије фиксирају азот, спроводе фотосинтезу на бази хлорофила и такође спроводе хемолитотрофију (оксидацију неорганских једињења). Они не производе метан нити представљају ензим АТПаза.

ИД

Идентификација и класификација бактерија је једно од најкомплекснијих питања у биологији микроорганизама. Постоје бројне карактеристике и методе које се користе за идентификацију и накнадну класификацију ових појединаца.

Класичне карактеристике укључују морфологију, физиологију и метаболизам, биохемију, еколошке односе и функције и генетику.

Најчешће коришћене анализе су: производи ферментације, врста исхране, извори угљеника и азота, укључивање складиштења, покретљивост, осмотска толеранција, оптимални физичко-хемијски услови, фотосинтетски пигменти, између многих других.

Остала некласична својства налазе се на молекуларном нивоу. Последњих деценија примена нуклеинских киселина и протеина у таксономији бактерија добила је велики замах.

Поређења између гена (протеина и нуклеинских киселина) пружају огромне информације о сродству и, наравно, сличности између организама.

Типови (класификација)

Бактерије, био је термин који се традиционално користио за означавање свих једноћелијских прокариота. Међутим, молекуларна систематика показала је да се ова древна група организама (прокариот) разишла у две групе или домене.

Ове две групе су назване еубактерије и архебактерије. Касније су преименовани у бактерије и археје. Арцхеа су група која је највише повезана са припадницима трећег домена, који се назива Еукариа.

Последњу групу чине еукариотски организми. 3 домена (бактерије, археја и еукарија) заједно чине тренутну класификацију живота.

Систем 3 домена, Бактерије, Арцхеа и Еукариа. Преузето и уређено са цоммонс.викимедиа.орг

-Класификација бактерија

Бактерије се могу класификовати на основу различитих критеријума као што су:

Организација ћелија

Бактерије су углавном једноћелијске, међутим, у зависности од ћелијске организације, могу се класификовати као „једноћелијске и вишећелијске“.

Метаболизам

Зависно од окружења у којем се налазе и начина на који обављају своје процесе за добијање енергије и хранљивих материја, бактерије су класификоване у:

• Анаеробни: они који живе и развијају се у окружењима без кисеоника.
• Аеробни: бактерије које живе и успевају у окружењима са кисеоником.
• Факултативно: они организми који живе и развијају се нејасно у анаеробним или аеробним окружењима, то јест, могу да живе у окружењима са или без кисеоника.

Ћелијски зид

У зависности од састава ћелијске стијенке бактерија, они реагују на Грам мрљу, било тамно плавом или љубичастом бојом, или са друге стране ружичастом или црвеном бојом, а њихова класификација је следећа:

• Грам-позитивна: плава или љубичаста боја и задебљана ћелијска стијенка.
• Грам-негативан: ружичаста или црвена боја и танка или танка ћелијска стијенка.

Температура раста и развоја

У зависности од температуре на којој се ти микроорганизми развијају, они се могу класификовати у:

• Психрофили : оне бактерије које се развијају у окружењу са врло ниским температурама.
• Мезофилне : бактерије које настањују и развијају се на температурама између 15 и 35 ° Ц (умерене температуре), међутим неки истраживачи сматрају организме који се развијају у мезофилном опсегу од 20 до 40 ° Ц.
• Термофили : оне бактеријске ћелије које се развијају и живе на високим температурама, односно изнад приближно 45 ° Ц.

Облик

Бактерије су одавно идентификоване према њиховом облику, и њихова класификација је следећа:

• Кокаи : цилиндрични или сферични. Ови облици имају различите класификације засноване на броју ћелија које формирају и облику који граде. На пример, што се тиче бројева, када се кокаце посматрају у паровима, они се називају "диплококи", а када се налазе у бројевима од 4, називају се "тетракоки". Али када је у питању облик, ако их ови ланци формирају називају се "стрептококи", када формирају накупине "стафилококи", а када су у облику коцке, називају се "сарцини".
• Бацили : бактерије издужених облика, попут штапа или штапа. Када ови бацили формирају ланце, називају их „стрептобацили“.
• Кокобацили : полуцилиндричне бактерије, али спљоштене на половима, показују овални облик.
• Спирилос : бактерије са спиралним облицима, сличне чеповима .
• Вибриос : организми у облику кратке и савијене шипке, називају их и зарезима, попут интерпункционог знака.

Морфологија бактерија. Преузето и уређено са цоммонс.викимедиа.орг

-Тренутна класификација домена бактерија

Након револуционарне класификације Царла Воесеа и његових колега 1990. године, класификација бактерија се радикално променила. Тренутно је према ЛПСН или листи прокариотских имена која стоје у номенклатури (Листа прокариотских имена са стајаћим у номенклатури) домен бактерије подељен на 34 пхила. Међу тим филама су:

Спироцхаетес

Издужене и спиралне бактерије. Грам негативан. Имају спољну ћелијску овојницу. Помичу се помоћу аксијалних нити.

Фирмицутес

Група грам-позитивних бактерија, углавном са задебљаном ћелијском стијенком и ниским садржајем или процентом ГЦ-а. Подлоге су првенствено у облику штапа, а понекад и у облику кокоса. Многе врсте производе ендоспоре.

Протеобацтериа

Грам-негативне бактерије, са разноврсном морфологијом и ћелијском стијенком формираном липополисахаридима. Углавном су хетеротрофни, мада неке врсте могу фотосинтетизирати. Много их је у океанима и на другим водним телесима.

Цијанобактерије

Бактеријски организми који садрже хлорофил и фикоцијанин. Називају се плаво-зеленим алгама. Они су грам-негативни и способни су за кисеоничну фотосинтезу.

Бацтероидетес

Бактерије су се прилагодиле великој разноликости станишта. Анаеробни метаболизам. Грам негативан. Неке су врсте опортунистички патогени.

Хлороби

Група бактерија које проводе аноксигену фотосинтезу. Анаеробни метаболизам. Грам негативан. Називају их бактеријама зеленог сумпора.

Хлорофлеки

Монодермалне бактерије, то јест, имају једну ћелијску мембрану. Имају врло танку спољашњу ћелијску стијенку пептидогликана. Група има термофилне и мезофилне представнике. Неке фотосинтезе. Углавном аеробно. Грам позитивно.

Тхермотогае

Они су бактерије прилагођене животу у екстремним окружењима. Сматрају се хипертермофилним организмима. Анаеробни метаболизам и може прерадити угљене хидрате. Они су грам-негативни.

Репродукција

Бинарни фисија

Главни механизам репродукције бактерија је бинарна фисија или бипартиција. То је врста асексуалне репродукције, где се ћелија бактерија мора удвостручити, а затим делити, стварајући две ћелијске ћелије.

Ова врста асексуалне репродукције омогућава бактеријама експоненцијалну стопу раста популације. На тај начин, растућа популација може боље и брже искористити расположиве ресурсе и такође проширити могућност стварања организама или сојева отпорних на различита окружења у којима се развијају.

Вишеструка фисија

То је врста ћелијске деобе у којој је језгро подељено на неколико једнаких делова и тада долази до поделе цитоплазме, стварајући истовремено и неколико ћелија кћери.

Крстење или пуњење

Ова врста асексуалне репродукције бактерија јавља се на неспецифичном месту матичне бактерије. Почиње избочењем у цитоплазми званим пупољком, који се затим удвостручује на величину родитеља и одваја се као нови појединац (ћерка ћелија). Ова врста репродукције примећена је у пхила Планцтомицетес, Фирмицутес и Цианобацтериа.

Производња баоцита

Ова врста репродукције, која се такође назива атипична бинарна фисија, састоји се од мале кружне ћелије (баеоцита), која се након тога повећава у маси или величини, формирајући вегетативну ћелију.

Током повећања величине, ова вегетативна ћелија репродуцира свој ДНК више пута, касније прелази у репродуктивну фазу где пролази кроз цитоплазматске фисије, које ће касније постати десетке или чак стотине баеоцита. Ова врста репродукције је проучавана у цијанобактеријама.

Прехрана

Бактерије имају више врста исхране:

Литотрофи

Бактерије које користе неорганске супстрате као што су нитрити, нитрати, гвожђе или сулфати за биосинтезу или очување енергије кроз анаеробиозу или аеробиозу.

Органотрофи

Бактеријски организми који водоник или електроне добијају из органских извора као што су угљени хидрати, угљоводоници или липиди. Ови организми могу бити аеробни или анаеробни, чак и хетеротрофни или аутотрофични.

Аутотрофичне бактерије

Организми који се развијају синтезирањем анорганских материја које могу бити угљеник, али анорганских попут угљендиоксида.

Хетеротрофне бактерије

Они организми који синтетишу хемијске материје чији је извор угљеника органски, као што су полисахариди.

Микотропхс

Бактерије којима је потребна синтеза анорганских супстанци за очување и добијање енергије, али такође захтевају органска једињења да би испунила своје биосинтетске метаболичке потребе.

Узроци болести

Од велике разноликости бактерија познатих човеку, само неколико (сразмерно) узрокује болест. Патологије изазване овим микроорганизмима код људи могу се класификовати према пореклу, односно према механизму преношења или стицања следећих:

- Ваздушно

Бактерије које изазивају обољења из ваздуха обично погађају респираторни тракт или респираторни систем, а у другим случајевима могу изазвати кожна стања. Ево неких ваздушних болести:

Дифтерија

У већини случајева ову болест преноси Цоринебацтериум дипхтхериае, мада Ц. улцеранс може произвести сличне клиничке манифестације.

Болест се преноси са болесне особе на здраву особу путем честица које се преносе током дисања. Може се јавити и контактом са излучевинама кожних лезија. Дифтерија може захватити готово сваку слузокожу, а најчешћи клинички облици су:

• Фарингеални : то је најчешћа манифестација. Симптоми укључују опште осећај лошег стања, благу температуру, грлобољу, чак и анорексију.
• Насално предње подручје: то је најмање честа клиничка манифестација. Представља се као крварење из носа. Може бити присутан и гнојни слузокож или се псеудомембрана може развити у назалном септуму.
• Гркљан : Ова клиничка манифестација давице ствара врућицу, промуклост, краткоћу даха, кашаљ који лаје и јаке звуке приликом дисања. Ако се не контролише на време, може доћи до смрти услед опструкције дисајних путева.
• Кожни : представља љускасти осип на кожи или као добро дефинисани чиреви. У зависности од места захваћеног подручја (мембране) и његовог обима, могу се појавити компликације попут упале плућа, миокардитиса, неуритиса, опструкције дишних путева, септичког артритиса, остеомијелита, па чак и смрти.

Легионелоза или Легионарска болест

Болест је узрокована аеробном грам-негативном бактеријом која је изворна из тла и водених екосистема под називом Легионелла пнеумопхила. Ова бактерија је такође изолована у системима климатизације и туш кабина.

Болест је резултат ширења бактерија преко ваздуха из резервоара у људски дисајни систем. Мушкарци старији од 50 година који су компромитовани пушењем, алкохолизмом или имунодефицијенцијом вероватније ће оболети од ове болести.

Бактерија смешта у фагосоме алвеоларних макрофага, одакле се умножава и изазива оштећење ткива. Симптоми ове болести су: кашаљ без избацивања респираторних секрета, грозница, јака бронхопнеумонија и неуролошки проблеми.

Менингитис

Ова болест састоји се од упале менинга мозга и кичмене мождине. Може имати асептично или бактеријско порекло. Патологија бактеријског порекла долази из респираторних секрета носилаца болести или из активних случајева.

Бактерије које изазивају менингитис првобитно колонизују назофаринкс, одакле прелазе слузницу и улазе у крвоток, а одатле у цереброспиналну течност одакле упаљују менинге.

Симптоми ове инфекције су: респираторна болест или грлобоља, затим конфузија, повраћање, главобоља (у неким случајевима јака), укочени врат и леђа.

Упала плућа

Неколико врста бактерија повезано је са пнеумонијом, међутим врсте Мицобацтериум авиум и М. интрацеллуларе главни су узроци ове болести. Ове бактерије су широм света распрострањене и инфицирају не само човека, већ и остале кичмењаке и инсекте.

Сматра се да су респираторни и пробавни систем улазна та бацила за колонизацију пацијената. Болест се код људи манифестује као плућна инфекција, слично оној коју је изазвала туберкулоза.

Остале болести

Многе друге болести преносе се бактеријама из дисајних путева, међу којима можемо поменути: туберкулоза, коју производи бацил Коцх (Мицобацтериум туберцулоси); шугави кашаљ, изазван бактеријом Бордетелла пертуссис, и болести изазване стрептококом.

-Пренос чланконожаца

Бактеријске болести узроковане овим бескраљешњацима сматрају се ретким, али су предмет великог интереса. Неке од ових болести су:

Ехрлицхиосис

Патологија изазвана бактеријом Ехрлицхиа цхаффеенсис, која се преноси акумулацијама животиња попут крпеља. Једном када бактерија уђе у крвоток, то узрокује неспецифичну фебрилну болест која се назива хумана моноцитна ерлихиоза (ХЕМ). Болест карактеришу симптоми попут: врућице, зимице, главобоље и мијалгије.

Епидемијски тифус

Бактеријска болест која се преноси на човека од ушију. Бацил који изазива ову болест је Рицкеттсиа провасекии. Када се уши храни зараженом особом, бактерије заразе цријева артропода и шире се.

Пре дугог времена, велике количине рикезије појављују се у измету ушију, а када гушвица усиса крв друге здраве јединке, оне се дефецирају.

Када иритација од убода појединца огребе, он контаминира оштећено место и допушта рикетима да уђу у њихов крвоток, гдје потом изазивају упалу крвних жила инфекцијом њихових ендотелних ћелија. Симптоми ове болести су грозница, јака главобоља и мијалгија.

Лимеова болест

Лајмска болест је бактеријска инфекција која се преноси човеком убодом крпеља чији су природни домаћини волухарице и јелени. Узрочници су спирохете рода Боррелиа.

Клинички болест има три стадија: прво почиње са лезијама коже које се шире попут прстенова. Ову фазу често прате грозница, зимица, умор, нелагода и главобоље.

Другу фазу карактеришу болови од артритиса, упале срца и неуролошких проблема. Трећа и последња фаза могу се приметити годинама касније, а карактерише се тиме да појединци развијају демијелинизацију неурона и показују симптоме сличне Алзхеимеровој или мултипле склерози.

Остале болести

Иако се бактеријске инфекције које преносе артроподи сматрају ретким, неке су проузроковале масовне смрти човечанства, попут Црне смрти или Бубонске куге, проузроковане Иерсиниа пестисом.

Друга болест која није тако смртоносна као црна куга је К грозница узрокована бактеријом Цокиелла бурнетии и заразом стоке, домаћих животиња и човека.

Бактерије које изазивају црну кугу. Иерсиниа пестис. Преузето и уређено са хттпс://цоммонс.викимедиа.орг/вики/Филе:Иерсиниа_пестис_флуоресцент.јпег

-Директне контактне болести

Ове бактеријске болести углавном су повезане са инфекцијама коже и доњим ткивом. Неке од ових патологија су:

Царбунцле

Болест која се преноси непосредним контактом са зараженим домаћим животињама или њиховим производима. Бактерија која изазива болест је Бациллус антрасис и њени ендоспоре могу остати одрживи дуги низ година у земљи или животињама.

Инфекција код људи дешава се углавном услед оштећења или посекотина на кожи (кожна кожа), може утицати и на респираторни (плућни антракс) и гастроинтестинални (гастроинтестинални антракс) систем.

На кожи се формира ешар (улцерирана папула на кожи), а пратећи симптоми укључују температуру, главобољу и мучнину.

Бактеријска вагиноза

То је полимикробна сполно преносива болест (сексуално преносива болест), односно производи неколико бактерија. Такве бактерије су Гарднерелла вагиналис, врста рода Мобилунцус и Мицопласма хоминис.

То је болест која се сматра благом, али веома заразном и њени симптоми су: пенаст, богат вагинални исцједак с мирисима сличним рибама, нема боли, пецкања или свраба.

Гонореја

Још једна бактеријска сексуално преносива болест. Узрокује га Неиссериа гоноррхоеае. Овај диплокок, након што уђе у тело, везује се за слузокоже помоћу пилића и протеина ИИ. Ова адхезија спречава да се избаци из вагине нормалним излучевинама или урином.

Симптоми су код мушкараца: жути до зелени гној који цури из уретре, са честим мокрењем, праћеним болом и пецкањем или пецкањем. Само 10-20% оних изложених бактеријама развија се код жена, а ако развију болест, то може изазвати ектопичну трудноћу, па чак и стерилност.

Остале болести

Бактеријске болести директним контактом врло су разнолике и по свом пореклу и у развоју, а највише се спомињу СПБ и ове које можемо поменути: генитоуринарне болести произведене микоплазмама Уреапласма уреалитицум и Мицопласма хоминис; и канкер, произведен од Хаемопхилус луцреии.

Остале болести несексуалног контакта и узроковане бактеријама су: инклузијски коњуктивитис, лепре, болест мачјих огреботина, гасна гангрена и многе друге.

Референце

1. Бактерија. На Википедији. Опоравак са ен.википедиа.орг.
2. Бинарни фисија. На Википедији. Опоравак са ес.википедиа.орг.
3. ЛМ Пресцотт, ЈП Харлеи и ГА Клеин (2009). Микробиологија, 7. издање, Мадрид, Мексико, Мц ГравХилл-Интерамерицана. 1220 пп.
4. ГЈ Олсен & ЦР Воесе (1993). Рибосомална РНА: кључ филогеније. Часопис ФАСЕБ.
5. ВБ Вхитман, ДЦ Цолеман, ВЈ Виебе (1998). „Прокариоти: невиђена већина“. Зборник радова Националне академије наука Сједињених Америчких Држава.
6. ДЦ Ианг, КМ Блаир, НР Салама (2016). „Боравак у облику: утицај ћелијског облика на преживљавање бактерија у различитим окружењима“. Прегледи микробиологије и молекуларне биологије.
7. АЦ део (2018). ЛПСН - Листа прокариотских имена са Стајањем у номенклатури (бактерио.нет), 20 година касније. Међународни часопис за систематску и еволуцијску микробиологију.