BAKTERIER: KJENNETEGN, MORFOLOGI, TYPER, REPRODUKSJON - BIOLOGI - 2025

De bakterier er en stor gruppe av prokaryotiske mikroorganismer. De er vanligvis bare noen få mikrometer i størrelse. De har forskjellige former som spenner fra sylindriske til spiralformede til stokkformer.

De er praktisk talt allestedsnærværende organismer og kan lokaliseres i jordsmonnet, marine og ferskvannsforekomster av vann, og bebo tarmfloraen og spytten til mange virveldyr, og som parasitter på dyr og planter. De er også funnet i ekstreme miljøer som sure varme kilder, hydrotermiske ventilasjonsåpninger og radioaktivt avfall.

Bakterium Bakterium tartarophtorum, B. manitopoeum og Bacillus sporogenes som vokser i en beholder i rustfritt stål. Tatt og redigert fra commons.wikimedia.org

Disse mikroberne er en viktig del av mange næringssykluser. De er den grunnleggende komponenten i mikrobiotaen i alle trofiske kjeder, og deres biomasse kan beregnes til omtrent 5 × 10 ³⁰ bakterier på planeten jorden.

En annen interessant figur er mengden av bakterier som bebor menneskekroppen: det antas at det i et gjennomsnittlig menneske er rundt 39 billioner bakterieceller, og de fleste av disse er en del av tarmfloraen.

Den tradisjonelle klassifiseringen av bakterier omfattet en polyfyletisk taksonomisk gruppe. I dag har denne gruppen blitt delt inn i to domener bakterier og archea. Bakterier er anerkjent som den prokaryote gruppen med membranlipider sammensatt av diacyl-diestere av glyserol.

På den annen side er archea gruppen av prokaryoter hvis membran er sammensatt av isoprenoide lipider (glyceroldieter eller glyseroltetraeter). De presenterer også forskjeller i deres ribosomale RNA, og kalles henholdsvis bakteriell rRNA og archaean rRNA.

morfologi

Bakterier har en stor morfologisk variasjon og størrelse. Disse encellede organismer kan måle seg fra 0,3 mikrometer til 0,5 millimeter, men målingene deres er vanligvis mellom 0,3 og 5,0 mikron.

Formen som kalles kokker (sfærisk) er den vanligste blant bakterier. Imidlertid er andre former som baciller (formet som en pinne eller stang) også relativt vanlige.

Andre ikke så hyppige morfer blant bakterier er: kommaer, også kalt vibrios (formet som en litt buet stang eller som tegnsettingsmerket ","), og spirilias eller spirochetes (med spiralformer). Noen mer uvanlige er fremdeles formet som stjerner.

Andre ikke-morfologiske egenskaper

Representantene for bakteriedomenet, som er prokaryote, encellede organismer, presenterer ikke en definert kjerne eller komplekse membranorganeller. Celleveggen til disse har en pectidoglycan som inneholder muraminsyre og membranlipidene inneholder rettkjedede fettsyrer med esterbindinger.

De presenterer gassvesikler. Overførings-RNA har timin (i de fleste tRNA) og N-formylmetionin (båret av initiativtageren tRNA). De presenterer polykistronisk mRNA, det vil si at de koder for mer enn ett protein.

Ribosomer er 70-tallet i størrelse. De er følsomme for kloramfenikol og kanamycin, de viser ikke følsomhet for det antibiotiske anisomycinet.

Bakteriell RNA-polymerase er et stort molekyl. Den har fem underenheter på omtrent 410 kilodalton hver. I sin struktur har RNA-polymerasen dessuten et spor 55 Å i lengde og 25 Å i bredden. Du er følsom for rifampicin. Den har ikke type II-polymerasefremmere.

Bakterier fikser nitrogen, utfører fotosyntese basert på klorofyll og utfører også kjemolitotrofi (oksidasjon av uorganiske forbindelser). De produserer ikke metan og presenterer heller ikke enzymet ATPase.

ID

Identifisering og klassifisering av bakterier er en av de mest komplekse problemstillingene i biologien til mikroorganismer. Det er mange egenskaper og metoder som brukes for identifisering og etterfølgende klassifisering av disse individene.

Klassiske kjennetegn inkluderer morfologi, fysiologi og metabolisme, biokjemi, økologiske forhold og funksjoner, og genetikk.

De mest brukte analysene er: fermenteringsprodukter, type ernæring, karbon- og nitrogenkilder, lagringsinneslutninger, bevegelighet, osmotisk toleranse, optimale fysisk-kjemiske forhold, fotosyntetiske pigmenter, blant mange andre.

Andre ikke-klassiske trekk finnes på molekylært nivå. De siste tiårene har bruken av nukleinsyrer og proteiner i taksonomien til bakterier fått stor fart.

Sammenligninger mellom gener (proteiner og nukleinsyrer) gir enorm informasjon om slektskap og selvfølgelig likhet mellom organismer.

Typer (klassifisering)

Bakterier, var et begrep som tradisjonelt ble brukt for å betegne alle encellede prokaryoter. Imidlertid viste molekylær systematikk at denne gamle gruppen av organismer (prokaryote) divergerte i to grupper eller domener.

Disse to gruppene ble kalt eubacteria og archebacteria. De ble senere omdøpt til bakterier og archea. Archea er en gruppe som er nærmest beslektet med medlemmer av et tredje domene, kalt Eukarya.

Denne siste gruppen består av eukaryote organismer. Til sammen utgjør de 3 domenene (bakterier, archea og eukarya) den nåværende klassifiseringen av liv.

System av de 3 domenene, Bakterier, Archea og Eukarya. Tatt og redigert fra commons.wikimedia.org

-Klassifiseringer av bakterier

Bakterier kan klassifiseres etter forskjellige kriterier, for eksempel:

Celleorganisasjon

Bakterier er generelt encellede, men avhengig av den cellulære organisasjonen, kan de klassifiseres som "encellede og flercellede."

metabolisme

Avhengig av miljøet de befinner seg i og måten de utfører sine prosesser for å få tak i energi og næringsstoffer, blir bakterier klassifisert i:

• Anaerob: de som lever og utvikler seg i miljøer uten oksygen.
• Aerob: bakterier som lever og trives i miljøer med oksygen.
• Fakultativt: de organismer som lever og utvikler seg utydelig i anaerobe eller aerobe miljøer, det vil si at de kan leve i miljøer med eller uten oksygen.

Cellevegg

Avhengig av sammensetningen av celleveggen til bakteriene, reagerer de på Gram-flekken, enten med en mørk blå eller lilla farge, eller på den annen side med en rosa eller rød farge, og klassifiseringen deres er som følger:

• Gram-positiv: blå eller lilla farge og fortykket cellevegg.
• Gram-negativ: rosa eller rød farge og tynn eller tynn cellevegg.

Vekst og utviklingstemperatur

Avhengig av temperaturene der disse mikroorganismene utvikler seg, kan de klassifiseres til:

• Psykrofiler : de bakteriene som utvikler seg i miljøer med svært lave temperaturer.
• Mesofil : bakterier som bor og utvikler seg ved temperaturer mellom 15 og 35 ° C (moderat temperatur), men noen forskere vurderer organismer som utvikler seg i området 20 til 40 ° C mesofile.
• Termofile : de bakterieceller som utvikler seg og lever ved høye temperaturer, det vil si over ca. 45 ° C.

Form

Bakterier er lenge blitt identifisert i henhold til deres form, og klassifiseringen er som følger:

• Cocaceae : sylindrisk eller sfærisk. Disse formene har forskjellige klassifiseringer basert på antall celler de danner og formen de bygger. For eksempel med hensyn til antall, når cocaceae blir observert i par, kalles de "diplokokker", og når de finnes i antall på 4, kalles de "tetracocci". Men når det gjelder form, kalles de "streptokokker", når de danner klynger "stafylokokker", og når de er kubformede, kalles de "sarkiner".
• Bacilli : bakterier med langstrakte former, som en stang eller stang. Når disse bacilliene danner kjeder kalles de "streptobacilli."
• Cocobacilli : halvsylindriske bakterier, men flatet ved polene, og viser en oval form.
• Spirilos : bakterier med spiralformer, lik en korketrekker.
• Vibrios : organismer med form som en kort og bøyd stang, de kalles også komma, som tegnsettingsmerke.

Morfologi av bakterier. Tatt og redigert fra commons.wikimedia.org

-Tidens klassifisering av bakteriedomenet

Etter den revolusjonerende klassifiseringen av Carl Woese og kollegene i 1990, endret klassifiseringen av bakterier seg radikalt. For tiden, i henhold til LPSN eller liste over prokaryotiske navn med stående i nomenklaturen (Liste over prokaryotiske navn med stående i nomenklatur), er bakteriedomenet delt inn i 34 phyla. Blant disse fillene er:

spiroketer

Langstrakte og spiralformede bakterier. Gram negativ. De har en ytre cellekonvolutt. De beveger seg ved hjelp av aksiale filamenter.

firmicutes

Gruppe av gram-positive bakterier, hovedsakelig med fortykket cellevegg og lavt innhold eller prosentandel av GC. Firmicutes er først og fremst stavformet og noen ganger kokosnøttformet. Mange arter produserer endosporer.

Proteobacteria

Gram-negative bakterier, med variert morfologi og en cellevegg dannet av lipopolysakkarider. Hovedsakelig heterotrofisk, selv om noen arter kan fotosynteses. De er veldig rikelig i havene og andre vannmasser.

cyanobakterier

Bakterielle organismer som har klorofyll og phococyanin. De kalles blågrønne alger. De er gramnegative og i stand til oksygenisk fotosyntese.

bacteroidetes

Bakterier tilpasset et stort mangfold av naturtyper. Anaerob metabolisme. Gram negativ. Noen arter er opportunistiske patogener.

Chlorobi

Gruppe av bakterier som utfører anoksygen fotosyntese. Anaerob metabolisme. Gram negativ. De kalles grønn svovelbakterie.

chloroflexi

Monodermale bakterier, det vil si at de har en enkeltcellemembran. De har en veldig tynn ytre cellevegg av peptidoglycan. Gruppen har termofile og mesofile representanter. Noen fotosynteser. Hovedsakelig aerob. Gram positive.

thermotogae

De er bakterier tilpasset å leve i ekstreme miljøer. De regnes som hypertermofile organismer. Anaerob metabolisme og kan behandle karbohydrater. De er gramnegative.

reproduksjon

Binær fisjon

Den viktigste mekanismen for reproduksjon av bakterier er binær fisjon eller bipartisjon. Det er en type aseksuell reproduksjon, der bakteriecellen trenger å doble seg i størrelse og deretter dele seg, noe som gir opphav til to datterceller.

Denne typen aseksuell reproduksjon gjør det mulig for bakterier å ha en eksponentiell populasjonsvekst. På denne måten kan den voksende populasjonen utnytte tilgjengelige ressurser bedre og raskere og også utvide muligheten for å generere organismer eller stammer som er resistente mot de forskjellige miljøene de utvikler seg i.

Flere fisjon

Det er en type celledeling der kjernen er delt inn i flere like deler og deretter skjer delingen av cytoplasma, noe som gir opphav og samtidig til flere datterceller.

Spirende eller spirende

Denne typen aseksuell bakteriell reproduksjon forekommer på et uspesifikt sted av moderbakterien. Det begynner med en utbuktning i cytoplasmaet som kalles en knopp, som deretter dobler størrelsen på foreldrene og skilles ut som en ny person (dattercelle). Denne typen reproduksjon er observert i phyla Planctomycetes, Firmicutes og Cyanobacteria.

Baeocyttproduksjon

Denne typen reproduksjon, også kalt atypisk binær fisjon, består av en liten sirkulær celle (baeocytt), som deretter øker i masse eller størrelse og danner en vegetativ celle.

I løpet av økningen i størrelse kopierer denne vegetative cellen sin DNA flere ganger, senere går den videre til reproduksjonsfasen hvor den gjennomgår cytoplasmatiske fisjoner, som senere vil bli titalls eller til og med hundrevis av baeocytter. Denne typen reproduksjon er studert i cyanobakterier.

Ernæring

Bakterier har flere typer ernæring:

Lithotrophs

Bakterier som bruker uorganiske underlag som nitritter, nitrater, jern eller sulfater for biosyntese eller konservering av energi gjennom anaerobiose eller aerobiose.

Organotrophs

Bakterielle organismer som henter hydrogen eller elektroner fra organiske kilder som karbohydrater, hydrokarboner eller lipider. Disse organismer kan være aerobe eller anaerobe, til og med heterotrofiske eller autotrofiske.

Autotrofiske bakterier

Organismer som utvikler seg ved å syntetisere uorganiske stoffer som kan være karbon, men uorganiske som karbondioksid.

Heterotrofe bakterier

De organismer som syntetiserer kjemiske stoffer hvis karbonkilde er organisk, for eksempel polysakkarider.

Mixotrophs

Bakterier som krever syntese av uorganiske stoffer for bevaring og oppnåelse av energi, men som også krever organiske forbindelser for å oppfylle deres biosyntetiske metabolske behov.

Sykdommer forårsaket

Av det store mangfoldet av bakterier som er kjent for mennesker, er det bare noen få (i forhold) som forårsaker sykdom. Patologiene forårsaket av disse mikroorganismer hos mennesker kan klassifiseres i henhold til deres opprinnelse, det vil si i samsvar med mekanismen for overføring eller erverv av dette:

- Luftbåren

Bakterier som forårsaker luftbårne sykdommer påvirker vanligvis luftveiene eller luftveiene, og kan i andre tilfeller forårsake hudtilstander. Her er noen luftbårne sykdommer:

difteri

I de fleste tilfeller overføres denne sykdommen av Corynebacterium diphtheriae, selv om C. ulcerans kan gi lignende kliniske manifestasjoner.

Sykdommen overføres fra en syk person til en sunn person gjennom partikler som overføres under respirasjon. Det kan også oppstå ved kontakt med utskillelse av hudlesjoner. Difteri kan påvirke nesten enhver slimhinne, og de vanligste kliniske formene er:

• Svelget : det er den vanligste manifestasjonen. Symptomer inkluderer generell sykdom, mild feber, sår hals og til og med anorexia.
• Nasal fremre del : det er den minst hyppige kliniske manifestasjonen. Det presenteres som neseblod. En purulent slimutslipp kan også være til stede, eller en pseudomembran kan utvikle seg i neseseptumet.
• Laryngeal : Denne kliniske manifestasjonen av difteri gir feber, heshet, kortpustethet, bjeffende hoste og høye klanger når du puster. Hvis det ikke kontrolleres i tide, kan døden oppstå på grunn av hindringer i luftveiene.
• Kutan : presenterer som et skjellende utslett på huden eller som veldefinerte magesår. Avhengig av plasseringen av det berørte området (membranen) og dets omfang, kan det oppstå komplikasjoner som lungebetennelse, myokarditt, nevritt, luftveisobstruksjon, septisk leddgikt, osteomyelitt og til og med død.

Legionellose eller legionærsykdom

Sykdommen er forårsaket av en aerob Gram-negativ bakterie hjemmehørende i jord og akvatiske økosystemer kalt Legionella pneumophila. Denne bakterien har også blitt isolert i klimaanlegg og dusjhjørner.

Sykdommen er et resultat av spredning av bakteriene via luften fra et reservoar til det menneskelige luftveiene. Menn over 50 år som er utsatt for røyking, alkoholisme eller immunsvikt er mer sannsynlig å få sykdommen.

Bakterien legger seg i fagosomene i de alveolære makrofagene, hvorfra den multipliserer og forårsaker vevskader. Symptomene på denne sykdommen er: hoste uten utvisning av luftveissekresjoner, feber, alvorlig bronkopneumoni og nevrologiske problemer kan oppstå.

meningitt

Denne sykdommen består av en betennelse i hjernehinnene og ryggmargen. Det kan ha en aseptisk eller bakteriell opprinnelse. Patologien med bakteriell opprinnelse kommer fra luftveisekresjoner fra bærere av sykdommen eller fra aktive tilfeller.

Bakteriene som forårsaker hjernehinnebetennelse, koloniserer først nesofarynxen, derfra de krysser slimhinnen og kommer inn i blodomløpet, og derfra til cerebrospinalvæsken der de betenner hjernehinnene.

Symptomene på denne infeksjonen er: en luftveissykdom eller sår hals, etterfulgt av forvirring, oppkast, hodepine (i noen tilfeller alvorlig), stiv nakke og rygg.

Lungebetennelse

Flere arter av bakterier er relatert til lungebetennelse, men Mycobacterium avium og M. intracellulare arter er de viktigste årsakene til denne sykdommen. Disse bakteriene har en verdensomspennende distribusjon og smitter ikke bare mennesker, men andre virveldyr og insekter.

Luftveiene og fordøyelsessystemene antas å være inngangspunktet for disse bacilliene for å kolonisere pasienter. Sykdommen manifesterer seg hos mennesker som en lungeinfeksjon, omtrent som forårsaket av tuberkulose.

Andre sykdommer

Mange andre sykdommer overføres av luftveisbakterier, blant hvilke vi kan nevne: tuberkulose, produsert av Koch bacillus (Mycobacterium tuberculosi); kikhoste, forårsaket av bakteriene Bordetella kikhoste, og sykdommer forårsaket av streptokokker.

-Transmisjon med leddyr

Bakterielle sykdommer forårsaket av disse virvelløse dyrene anses som sjeldne, men de er gjenstand for stor interesse. Noen av disse sykdommene er:

ehrlichiose

Patologi forårsaket av bakterien Ehrlichia chaffeensis, som overføres av dyrereservoarer som flåtten. Når bakteriene har kommet inn i blodomløpet, forårsaker det en ikke-spesifikk febersykdom kalt Human Monocytic Ehrlichiosis (HEM). Sykdommen er preget av symptomer som: feber, frysninger, hodepine og myalgi.

Epidemisk tyfus

Bakteriesykdom overført til mennesker av lus. Bacillusen som forårsaker denne sykdommen er Rickettsia prowasekii. Når lusen livnærer seg på en smittet person, infiserer bakteriene leddyrens tarm og spres.

Om ikke lenge dukker det opp store mengder rickettsiae i avføringene, og når lusen suger blodet til et annet sunt individ, defekte de.

Når irritasjonen fra brodden får individet til å ripe, forurenser det det skadede stedet og lar rickettsiae komme inn i blodomløpet deres, der de deretter forårsaker betennelse i blodkarene ved infeksjon i endotelceller. Symptomene på denne sykdommen er feber, alvorlig hodepine og myalgi.

Lymes sykdom

Lyme sykdom er en bakteriell infeksjon som overføres til mennesker av en flåttbitt, hvis naturlige verter er volder og hjort. De forårsakende bakteriene er spiroketer av slekten Borrelia.

Klinisk har sykdommen tre stadier: først begynner den vanligvis med hudlesjoner som utvider seg som ringer. Dette stadiet er ofte ledsaget av feber, frysninger, tretthet, ubehag og hodepine.

Det andre trinnet er preget av anfall av leddgikt, hjertebetennelse og nevrologiske problemer. Det tredje og siste stadiet kan observeres år senere, og er preget av at individer utvikler demyelinisering av nevroner og presenterer symptomer som ligner på Alzheimers eller multippel sklerose.

Andre sykdommer

Selv om bakterieinfeksjoner som er overført av leddyr anses som sjeldne, har noen forårsaket massive dødsfall i menneskeheten, for eksempel svartedød eller buksepest, forårsaket av Yersinia pestis.

En annen sykdom som ikke er så dødelig som den svarte pesten er Q-feber forårsaket av bakterien Coxiella burnetii og infiserer husdyr, husdyr og mennesker.

Bakterier som forårsaker den svarte pesten. Yersinia pestis. Tatt og redigert fra https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Yersinia_pestis_fluorescent.jpeg

-Direkte kontaktsykdommer

Disse bakteriesykdommene er hovedsakelig assosiert med hudinfeksjoner og underliggende vev. Noen av disse patologiene er:

Carbuncle

Sykdom overført ved å være i direkte kontakt med smittede husdyr eller deres produkter. Bakteriene som forårsaker sykdommen er Bacillus anthrasis og dens endosporer kan forbli levedyktige i mange år i jorden eller hos dyr.

Infeksjonen hos mennesker forekommer hovedsakelig på grunn av skader eller kutt i huden (kutan affeksjon), den kan også påvirke luftveissystemet (lunge-miltbrann) og mage-tarm-systemet (gastrointestinal miltbrann).

En eschar (en sårdannet hudspule) dannes på huden, og ledsagende symptomer inkluderer feber, hodepine og kvalme.

Bakteriell vaginose

Det er en polymikrobiell kjønnssykdom (seksuelt overført sykdom), det vil si produsert av flere bakterier. Slike bakterier er Gardnerella vaginalis, arter av slekten Mobiluncus og Mycoplasma hominis.

Det er en sykdom som regnes som mild, men veldig smittsom, og dens symptomer er: skummende, rikelig vaginal utflod med lukt som ligner på fisk, det er ingen smerter, svie eller kløe.

gonoré

En annen seksuell overførbar sykdom av bakterier. Det er forårsaket av Neisseria gonorrhoeae. Denne diplokokken, når den først kommer inn i kroppen, knytter seg til slimceller gjennom pili og protein II. Denne vedheftet forhindrer at den blir utvist fra skjeden ved normal sekresjon eller urin.

Symptomer hos menn er: gul til grønn pus som drenerer fra urinrøret, med hyppig vannlating, ledsaget av smerter og en svie eller brennende følelse. Bare 10-20% av de som blir utsatt for bakteriene utvikler seg hos kvinner, og hvis de utvikler sykdommen, kan det forårsake ektopiske graviditeter og til og med sterilitet.

Andre sykdommer

Bakterielle sykdommer ved direkte kontakt er veldig forskjellige både i opprinnelse og utvikling, de mest nevnte er kjønnssykdommer og av disse kan vi nevne: kjønnsorganiske sykdommer forårsaket av mycoplasmas Ureaplasma urealyticum og Mycoplasma hominis; og canker, produsert av Haemophilus lucreyi.

Andre sykdommer ved ikke-seksuell kontakt og forårsaket av bakterier er: inkludering konjunktivitt, spedalskhet, kattesykdom, gassgreen og mange andre.

referanser

1. Bakterien. På Wikipedia. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org.
2. Binær fisjon. På Wikipedia. Gjenopprettet fra es.wikipedia.org.
3. LM Prescott, JP Harley og GA Klein (2009). Mikrobiologi, 7. utgave, Madrid, Mexico, Mc GrawHill-Interamericana. 1220 s.
4. GJ Olsen & CR Woese (1993). Ribosomalt RNA: en nøkkel til fylogeni. FASEB-tidsskriftet.
5. WB Whitman, DC Coleman, WJ Wiebe (1998). "Prokaryoter: det usett flertall". Fortsettelser av National Academy of Sciences of the United States of America.
6. DC Yang, KM Blair, NR Salama (2016). "Staying in Shape: Impact of Cell Shape on Bacterial Survival in Diverse Miljøer". Om mikrobiologi og molekylærbiologi.
7. AC-del (2018). LPSN - Liste over prokaryote navn med stående i nomenklatur (bakterio.net), 20 år senere. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.