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

De bakterier är en stor grupp av prokaryota mikroorganismer. De är vanligtvis bara några få mikron i storlek. De har olika former som sträcker sig från cylindriska till spiralformade till käppformer.

De är praktiskt taget allestädes närvarande organismer och kan vara belägna i marken, marina och sötvattenkroppar i vatten och bevara tarmflora och saliv hos många ryggradsdjur och som parasiter på djur och växter. De har också hittats i extrema miljöer som sura varma källor, hydrotermiska ventiler och radioaktivt avfall.

Bakterium Bakterium tartarophtorum, B. manitopoeum och Bacillus sporogenes som växer i en rostfritt stålbehållare. Hämtad och redigerad från commons.wikimedia.org

Dessa mikrober är en viktig del av många näringscykler. De är den grundläggande komponenten i mikrobiota i alla trofiska kedjor och deras biomassa kan beräknas till cirka 5 × 10 ³⁰ bakterier på planeten jorden.

En annan intressant siffra är den mängd bakterier som bebor människokroppen: man tror att det i en genomsnittlig människa finns cirka 39 biljoner bakterieceller och de flesta av dessa är en del av tarmfloraen.

Den traditionella klassificeringen av bakterier omfattade en polyfyletisk taxonomisk grupp. I dag har gruppen delats in i två domäner bakterier och archea. Bakterier känns igen som den prokaryotiska gruppen med membranlipider som består av diacyl-diestrar av glycerol.

Å andra sidan är archea gruppen av prokaryoter vars membran består av isoprenoidlipider (glyceroldieter eller glyceroltetraeter). De presenterar också skillnader i deras ribosomala RNA, kallas bakteriell rRNA respektive archaean rRNA.

Morfologi

Bakterier har en stor morfologisk variation och storlek. Dessa enhjuliga organismer kan mäta från 0,3 mikron till 0,5 millimeter, men deras mätningar är i allmänhet mellan 0,3 och 5,0 mikron.

Den form som kallas cocci (sfärisk) är den vanligaste bland bakterier. Emellertid är andra former såsom baciller (formad som en pinne eller stav) också relativt vanliga.

Andra inte så frekventa morfer bland bakterier är: komma, också kallade vibrios (formade som en något krökt stav eller som skiljetecknet ”,”), och spirilier eller spirocheter (med spiralformer). Några mer ovanliga är fortfarande formade som stjärnor.

Andra icke-morfologiska egenskaper

Representanter för bakteriedomänen, som är prokaryota encelliga organismer, presenterar inte en definierad kärna eller komplexa membranorganeller. Cellväggen hos dessa har en pektidoglykan som innehåller muraminsyra och membranlipiderna innehåller raka fettsyror med esterbindningar.

De presenterar gasblåsor. Överförings-RNA har tymin (i de flesta tRNA: er) och N-formylmetionin (som bärs av initiativtagaren tRNA). De presenterar polycistronic mRNA, det vill säga de kodar för mer än ett protein.

Ribosomer är 70-tal i storlek. De är känsliga för kloramfenikol och kanamycin, de visar inte känslighet för det antibiotiska anisomycinet.

Bakteriellt RNA-polymeras är en stor molekyl. Den har fem underenheter på cirka 410 kilodalton vardera. Dessutom har RNA-polymeraset i sin struktur ett spår 55 Å i längd och 25 Å i bredd. Du är känslig för rifampicin. Det har inte typ II-polymeraspromotorer.

Bakterier fixar kväve, utför fotosyntes baserad på klorofyll och genomför också kemolitotrofi (oxidation av oorganiska föreningar). De producerar inte metan och presenterar inte heller enzymet ATPase.

ID

Identifiering och klassificering av bakterier är en av de mest komplexa frågorna i mikroorganismernas biologi. Det finns många egenskaper och metoder som används för identifiering och efterföljande klassificering av dessa individer.

Klassiska egenskaper inkluderar morfologi, fysiologi och metabolism, biokemi, ekologiska förhållanden och funktioner och genetik.

De mest använda analyserna är: jäsningsprodukter, typ av näring, kol- och kvävekällor, lagringsinklusioner, rörlighet, osmotisk tolerans, optimala fysikalisk-kemiska förhållanden, fotosyntetiska pigment, bland många andra.

Andra icke-klassiska särdrag finns på molekylär nivå. Under de senaste decennierna har användningen av nukleinsyror och proteiner i taxonomi av bakterier fått stor fart.

Jämförelser mellan gener (proteiner och nukleinsyror) ger enorm information om släktskap och naturligtvis likhet mellan organismer.

Typer (klassificering)

Bakterier, var ett begrepp som traditionellt användes för att beteckna alla encelliga prokaryoter. Emellertid visade molekylsystematik att denna forntida grupp av organismer (prokaryot) divergerade i två grupper eller domäner.

Dessa två grupper kallades eubacteria och archebacteria. De döptes senare till bakterier och archea. Archea är en grupp som är mest nära besläktad med medlemmar i en tredje domän, kallad Eukarya.

Denna sista grupp består av eukaryota organismer. Tillsammans utgör de tre domänerna (bakterier, archea och eukarya) den nuvarande klassificeringen av liv.

System för de tre domänerna, Bakterier, Archea och Eukarya. Hämtad och redigerad från commons.wikimedia.org

-Klassificeringar av bakterier

Bakterier kan klassificeras enligt olika kriterier såsom:

Cellorganisation

Bakterier är i allmänhet enhälliga, men beroende på den cellulära organisationen kan de klassificeras som "enhjuliga och flercelliga."

Ämnesomsättning

Beroende på den miljö de befinner sig i och hur de genomför sina processer för att få energi och näringsämnen klassificeras bakterier i:

• Anaerob: de som lever och utvecklas i miljöer utan syre.
• Aerob: bakterier som lever och trivs i miljöer med syre.
• Facultative: de organismer som lever och utvecklas otydligt i anaeroba eller aeroba miljöer, det vill säga de kan leva i miljöer med eller utan syre.

Cellvägg

Beroende på sammansättningen av cellväggen hos bakterierna reagerar de på Gram-fläcken, antingen med en mörkblå eller violett färg, eller å andra sidan med en rosa eller röd färg och deras klassificering är som följer:

• Gram-positiv: blå eller lila färg och förtjockad cellvägg.
• Gramnegativ: rosa eller röd färg och tunn eller tunn cellvägg.

Tillväxt och utvecklingstemperatur

Beroende på temperaturerna där dessa mikroorganismer utvecklas kan de klassificeras i:

• Psykrofiler : de bakterier som utvecklas i miljöer med mycket låga temperaturer.
• Mesofil : bakterier som lever och utvecklas vid temperaturer mellan 15 och 35 ° C (måttliga temperaturer), men vissa forskare anser organismer som utvecklas inom ett intervall från 20 till 40 ° C mesofila.
• Termofiler : de bakterieceller som utvecklas och lever vid höga temperaturer, det vill säga över cirka 45 ° C.

Form

Bakterier har länge identifierats enligt deras form, och deras klassificering är enligt följande:

• Cocaceae : cylindrisk eller sfärisk. Dessa former har olika klassificeringar baserat på antalet celler de bildar och den form de bygger. När det gäller antal, till exempel, när cocaceae observeras i par kallas de för "diplokocker" och när de finns i siffror på 4 kallas de "tetracocci". Men när det gäller form, om de bildar kedjor kallas de "streptokocker", när de bildar kluster "stafylokocker" och när de är kubformade kallas de "sarkiner".
• Baciller : bakterier med långsträckta former, som en stång eller stång. När dessa baciller bildar kedjor kallas de "streptobaciller".
• Cocobacilli : halvcylindriska bakterier men plattade vid polerna med en oval form.
• Spirilos : bakterier med spiralformer, liknande en korkskruv.
• Vibrios : organismer med formen av en kort och böjd stav, de kallas också komma, liksom skiljetecken.

Morfologi av bakterier. Hämtad och redigerad från commons.wikimedia.org

-Spårbar klassificering av bakteriedomänen

Efter den revolutionära klassificeringen av Carl Woese och kollegor 1990 förändrades klassificeringen av bakterier radikalt. För närvarande, enligt LPSN eller lista över prokaryotiska namn med stående i nomenklaturen (Lista över prokaryotiska namn med stående i nomenklatur), är bakteriedomänet uppdelat i 34 phyla. Bland dessa phyla är:

spiroketer

Avlånga och spiralformade bakterier. Gram negativ. De har ett yttre cellhölje. De rör sig med axiella filament.

Firmicutes

Grupp av grampositiva bakterier, främst med förtjockad cellvägg och lågt innehåll eller procentuell GC. Firmicutes är främst stavformade och ibland kokosnötformade. Många arter producerar endosporer.

Proteobacteria

Gramnegativa bakterier, med varierad morfologi och en cellvägg bildad av lipopolysackarider. Huvudsakligen heterotrofisk, även om vissa arter kan fotosyntetisera. De finns mycket i havet och andra vattendrag.

cyanobakterier

Bakterieorganismer som har klorofyll och phococyanin. De kallas blågröna alger. De är Gram-negativa och kan syresäker fotosyntes.

Bacteroidetes

Bakterier anpassade till en stor mångfald av livsmiljöer. Anaerob metabolism. Gram negativ. Vissa arter är opportunistiska patogener.

Chlorobi

Grupp av bakterier som utför anoxygenisk fotosyntes. Anaerob metabolism. Gram negativ. De kallas grön svavelbakterier.

Chloroflexi

Monodermala bakterier, det vill säga de har ett enda cellmembran. De har en mycket tunn yttervägg av peptidoglycan. Gruppen har termofila och mesofila representanter. Vissa fotosynteser. Huvudsakligen aerob. Gram positiv.

Thermotogae

De är bakterier anpassade till att leva i extrema miljöer. De betraktas som hypertermofila organismer. Anaerob metabolism och kan bearbeta kolhydrater. De är Gram-negativa.

Fortplantning

Binär fission

Den huvudsakliga mekanismen för reproduktion av bakterier är binär klyvning eller tvåpartition. Det är en typ av asexuell reproduktion, där bakteriecellen måste fördubblas i storlek och sedan delas upp, vilket ger upphov till två dotterceller.

Denna typ av aseksuell reproduktion gör det möjligt för bakterier att ha en exponentiell tillväxt i befolkningen. På detta sätt kan den växande befolkningen utnyttja tillgängliga resurser bättre och snabbare och också utöka möjligheten att generera organismer eller stammar som är resistenta mot de olika miljöer där de utvecklas.

Flera fission

Det är en typ av celldelning där kärnan är uppdelad i flera lika delar och sedan inträffar delningen av cytoplasman, vilket ger upphov och samtidigt till flera dotterceller.

Spirande eller spirande

Denna typ av asexuell bakterieåtergivning förekommer på en icke-specifik plats för moderbakterien. Det börjar med en utbuktning i cytoplasma som kallas en knopp, som sedan fördubblas till storleken på föräldern och separeras som en ny individ (dottercell). Denna typ av reproduktion har observerats i phyla Planctomycetes, Firmicutes och Cyanobacteria.

Baeocytproduktion

Denna typ av reproduktion, även kallad atypisk binär klyvning, består av en liten cirkulär cell (baeocyt), som därefter ökar i massa eller storlek och bildar en vegetativ cell.

Under ökningen i storlek replikerar denna vegetativa cell sitt DNA flera gånger, senare fortsätter den till reproduktionsfasen där den genomgår cytoplasmiska fissioner, som senare blir tiotals eller till och med hundratals baeocyter. Denna typ av reproduktion har studerats i cyanobakterier.

Näring

Bakterier har flera typer av näring:

Lithotrophs

Bakterier som använder oorganiska substrat såsom nitriter, nitrater, järn eller sulfater för biosyntes eller bevarande av energi genom anaerobios eller aerobios.

Organotrophs

Bakteriella organismer som erhåller väte eller elektroner från organiska källor såsom kolhydrater, kolväten eller lipider. Dessa organismer kan vara aeroba eller anaeroba, till och med heterotrofiska eller autotrofiska.

Autotrofiska bakterier

Organismer som utvecklas genom att syntetisera oorganiska ämnen som kan vara kol, men oorganiska som koldioxid.

Heterotrofa bakterier

De organismer som syntetiserar kemiska ämnen vars kolkälla är organisk, till exempel polysackarider.

mixotrof

Bakterier som kräver syntes av oorganiska ämnen för att bevara och erhålla energi, men som också kräver organiska föreningar för att uppfylla deras biosyntetiska metaboliska behov.

Sjukdomar orsakade

Av den stora mångfalden av bakterier som man känner till, orsakar bara ett fåtal (i proportion) sjukdom. Patologierna orsakade av dessa mikroorganismer hos människor kan klassificeras enligt deras ursprung, det vill säga enligt överförings- eller förvärvningsmekanismen för detta:

- Luftburen

Bakterier som orsakar luftburna sjukdomar påverkar vanligtvis luftvägarna eller andningsorganen, och i andra fall kan orsaka hudproblem. Här är några luftburna sjukdomar:

Difteri

I de flesta fall överförs denna sjukdom av Corynebacterium diphtheriae, även om C. ulcerans kan ge liknande kliniska manifestationer.

Sjukdomen överförs från en sjuk person till en frisk person genom partiklar som överförs under andning. Det kan också uppstå genom kontakt med utsöndring av hudskador. Difteri kan påverka nästan alla slemhinnor och de vanligaste kliniska formerna är:

• Faryngeal : det är den vanligaste manifestationen. Symtomen inkluderar allmän sjukdom, mild feber, halsont och till och med anorexi.
• Nasal främre del : det är den minst frekventa kliniska manifestationen. Det presenteras som en näsblödning. En purulent slemhinnor kan också vara närvarande eller ett pseudomembran kan utvecklas i näsan.
• Laryngeal : Denna kliniska manifestation av difteri ger feber, heshet, andnöd, skällande hosta och höga ljud när du andas. Om det inte kontrolleras i tid, kan döden uppstå på grund av hinder i luftvägarna.
• Kutan : presenterar som ett fjällande utslag på huden eller som väl definierade magsår. Beroende på platsen för det drabbade området (membranet) och dess omfattning kan komplikationer såsom lunginflammation, myokardit, neurit, luftvägsobstruktion, septisk artrit, osteomyelit och till och med dödsfall uppstå.

Legionellos eller Legionnaires sjukdom

Sjukdomen orsakas av en aerob gramnegativ bakterie som är född i jord- och akvatiska ekosystem kallad Legionella pneumophila. Denna bakterie har också isolerats i luftkonditioneringssystem och duschkapslingar.

Sjukdomen är resultatet av bakteriens spridning via luften från en reservoar till det mänskliga andningsorganet. Män över 50 år som utsätts för rökning, alkoholism eller immunbrister är mer benägna att drabbas av sjukdomen.

Bakterien ligger i fagosomerna i alveolära makrofager, varifrån den multiplicerar och orsakar vävnadsskada. Symtomen på denna sjukdom är: hosta utan utvisning av andningsutsöndringar, feber, svår bronkopneumoni och neurologiska problem kan uppstå.

Hjärnhinneinflammation

Denna sjukdom består av en inflammation i hjärnhinnorna och ryggmärgen. Det kan ha ett aseptiskt eller bakteriellt ursprung. Patologin med bakteriellt ursprung kommer från andningsutsöndringar hos bärare av sjukdomen eller från aktiva fall.

Bakterierna som orsakar hjärnhinneinflammation koloniserar initialt näsofarynxen, varifrån de korsar slemhinnan och kommer in i blodomloppet, och därifrån till cerebrospinalvätskan där de inflammerar hjärnhinnorna.

Symtomen på denna infektion är: en andningssjukdom eller ont i halsen, följt av förvirring, kräkningar, huvudvärk (i vissa fall allvarlig), stel hals och rygg.

Lunginflammation

Flera arter av bakterier är relaterade till lunginflammation, men Mycobacterium avium och M. intracellulare är de främsta orsakerna till denna sjukdom. Dessa bakterier har en global distribution och infekterar inte bara människor utan andra ryggradsdjur och insekter.

Andningsorganen och matsmältningssystemet tros vara utgångspunkten för dessa baciller för att kolonisera patienter. Sjukdomen manifesterar sig i människor som en lunginfektion, ungefär som den som orsakas av tuberkulos.

Andra sjukdomar

Många andra sjukdomar överförs av luftvägsbakterier, bland vilka vi kan nämna: tuberkulos, producerad av Koch bacillus (Mycobacterium tuberculosi); kikhoste, orsakad av bakterierna Bordetella pertussis, och sjukdomar orsakade av streptokocker.

-Transmission med leddjur

Bakteriella sjukdomar orsakade av dessa ryggradslösa djur anses sällsynta, men de är föremål för mycket intresse. Några av dessa sjukdomar är:

ehrlichios

Patologi orsakad av bakterien Ehrlichia chaffeensis, som överförs av djurreservoarer som fästingen. När bakterierna har kommit in i blodomloppet orsakar den en icke-specifik febersjukdom som kallas Human Monocytic Ehrlichiosis (HEM). Sjukdomen kännetecknas av symtom som: feber, frossa, huvudvärk och myalgi.

Epidemisk tyfus

Bakteriesjukdom som överförs till människan med löss. Bacillusen som orsakar denna sjukdom är Rickettsia prowasekii. När lusen matas av en infekterad person, infekterar bakterier leddjurens tarm och sprider sig.

Inte länge förekommer stora mängder rickettsiae i avföringen av löss, och när lösen suger blodet från en annan frisk person avröter de sig.

När irritationen från stickan får individen att repa, förorenar den den skadade platsen och gör att rickettsiae kan komma in i deras blodomlopp, där de därefter orsakar inflammation i blodkärlen genom infektion av deras endotelceller. Symtomen på denna sjukdom är feber, svår huvudvärk och myalgi.

Lymes sjukdom

Lyme-sjukdomen är en bakterieinfektion som överförs till människan av en fästingbett vars naturliga värdar är växer och rådjur. De orsakande bakterierna är spiroketer av släktet Borrelia.

Kliniskt har sjukdomen tre stadier: först börjar den vanligtvis med hudskador som expanderar som ringar. Det här stadiet åtföljs ofta av feber, frossa, trötthet, sjukdom och huvudvärk.

Det andra steget kännetecknas av anfall av artrit, hjärtinflammation och neurologiska problem. Det tredje och sista steget kan observeras år senare och kännetecknas av att individer utvecklar demyelinisering av neuroner och uppvisar symtom som liknar Alzheimers eller multipel skleros.

Andra sjukdomar

Även om bakteriella infektioner som överförts av leddjur anses sällsynta, har vissa orsakat massiva dödsfall i mänskligheten, till exempel svartdöden eller bubonpesten, orsakad av Yersinia pestis.

En annan sjukdom som inte är så dödlig som den svarta pesten är Q-feber orsakad av bakterien Coxiella burnetii och infekterar boskap, husdjur och människor.

Bakterier som orsakar den svarta pesten. Yersinia pestis. Tagen och redigerad från https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Yersinia_pestis_fluorescent.jpeg

-Direkt kontaktsjukdomar

Dessa bakteriesjukdomar är främst förknippade med hudinfektioner och underliggande vävnad. Några av dessa patologier är:

Karbunkel

Sjukdom överförs genom att vara i direktkontakt med infekterade husdjur eller deras produkter. Bakterierna som orsakar sjukdomen är Bacillus anthrasis och dess endosporer kan förbli livskraftiga i många år i jorden eller hos djur.

Infektionen hos människor förekommer huvudsakligen på grund av skador eller nedskärningar i huden (kutan affektion), det kan också påverka systemen för luftvägar (lunganmyra) och gastrointestinal (gastrointestinal anthrax).

En eschar (en ulcererad hud papule) bildas på huden, och tillhörande symtom inkluderar feber, huvudvärk och illamående.

Bakteriell vaginos

Det är en polymikrobiell STD (sexuellt överförd sjukdom), det vill säga som produceras av flera bakterier. Sådana bakterier är Gardnerella vaginalis, arter av släktet Mobiluncus och Mycoplasma hominis.

Det är en sjukdom som anses vara mild men mycket smittsam och dess symtom är: skummande, riklig vaginal urladdning med lukter som liknar fisk, det finns ingen smärta, brännande eller klåda.

gonorré

En annan sexuell överförd bakteriell sjukdom. Det orsakas av Neisseria gonorrhoeae. Denna diplokock, när den kommer in i kroppen, fäster sig vid slemceller genom pili och protein II. Denna vidhäftning förhindrar att den släpps ut från slidan av normal utsöndring eller urin.

Symtom hos män är: gul till grön pus som dränerar från urinröret, med ofta urinering, åtföljt av smärta och en brännande eller brännande känsla. Endast 10-20% av de som utsätts för bakterierna utvecklas hos kvinnor, och om de utvecklar sjukdomen kan det orsaka ektopiska graviditeter och till och med sterilitet.

Andra sjukdomar

Bakteriella sjukdomar genom direktkontakt är mycket olika både i sitt ursprung och i deras utveckling, de mest nämnda är könssjukdomar och av dessa kan vi nämna: de könssjukdomar som produceras av mycoplasmas Ureaplasma urealyticum och Mycoplasma hominis; och canker, producerad av Haemophilus lucreyi.

Andra sjukdomar som är icke-sexuell kontakt och orsakade av bakterier är: konjunktivit inkluderad, spetälska, kattskrapasjukdom, gasgreen och många andra.

referenser

1. Bakterie. På Wikipedia. Återställs från en.wikipedia.org.
2. Binär fission. På Wikipedia. Återställs från es.wikipedia.org.
3. LM Prescott, JP Harley och GA Klein (2009). Mikrobiologi, 7: e upplagan, Madrid, Mexiko, Mc GrawHill-Interamericana. 1220 sid.
4. GJ Olsen & CR Woese (1993). Ribosomalt RNA: en nyckel till fylogeni. FASEB Journal.
5. WB Whitman, DC Coleman, WJ Wiebe (1998). "Prokaryoter: den osynliga majoriteten". Förfaranden från National Academy of Sciences of the United States of America.
6. DC Yang, KM Blair, NR Salama (2016). "Staying in Shape: inverkan av cellform på bakteriell överlevnad i olika miljöer". Mikrobiologi och molekylärbiologi.
7. AC-del (2018). LPSN - Lista över prokaryotiska namn med stående i nomenklatur (bakterio.net), 20 år senare. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.