Навігація

Бактерії

Бактерії – домен одноклітинних без’ядерних організмів, один з двох великих доменів групи прокаріот (інший – археї), і одні з найдавніших живих організмів на планеті.

Бактерії

Клітини бактерій поодинокі (іноді зібрані в колонії чи інші структури, але ніколи не утворюють істинно багатоклітинних систем), можу бути різних форм і розмірів, рухливими і стаціонарними.

У них немає ядра, і їх ДНК зібрана в центральній частині клітини у вигляді однієї або декількох великих кільцевих бактеріальних хромосом, оточених дрібнішими плазмидами.

Характерною особливістю будови бактеріальних клітин є відсутність органел, оточених мембранами , такими як клітинне ядро або мітохондрії, які є у всіх інших живих організмів – грибів, рослин , протистів та тварин.

Цитоплазма бактерій відокремлена від зовнішнього середовища ліпідної мембраною і клітинною стінкою, що складається з пептідогліканів. На зовнішній поверхні клітини часто можуть бути розташовані рухливі джгутики і / або вії – органели, що відповідають за локомоцию бактеріальної клітини.

Клітини бактерій можуть мати різну форму, але найбільш часто зустрічаються коки (сферичні), вібріони (у вигляді «тривимірної коми»), спірили (спіралеподібні), бацили (паличкоподібні), а, так само різні поєднання цих форм.

Розмножуються бактерії бінарним поділом. При необхідності можуть утворювати гіпобіотичні форми, такі як цисти або спороцисти. Ці структури дозволяють клітинам переживати несприятливі умови, такі як зміна температури, вологості, доступності поживних речовин або зміни хімічного складу середовища. Деякі види цист дуже довговічні і стійкі до зовнішніх впливів, здатні зберігати життєздатність дуже довгий час.

При цьому у бактерій існують способи горизонтального переносу генетичного матеріалу, не пов’язаного з розмноженням (тобто збільшенням чисельності). Бактерії здатні зв’язуватися з одне з одним через цитоплазматичні містки, передаючи копії плазмід з однієї клітини в іншу. Таким чином при появі вдалої мутації в однієї частини популяції бактерій, вона дуже швидко поширюється по всій популяції.

За способом живлення бактерії діляться на три основні групи.

Фототрофні бактерії використовують енергію квантів сонячного світла з певною довжиною хвилі для фіксації вуглецю з атмосфери (фотоавтотрофи) або органічних джерел (фотогетеротрофи). Різні групи бактерій спеціалізуються на різних діапазонах випромінювання, синтезуючи фоточутливі білки різних кольорів.
Представники фототрофних бактерій: ціанобактерії, пурпурові бактерії, зелені сірчані бактерії.

Літотрофні бактерії використовують енергію окислення неорганічних сполук, таких як азот, сірка, сірководень, залізо і т.д. Так само поділяються на літогетеротрофні і літоавтотрофні в залежності від джерела вуглецю для синтезу органічних компонентів.

Азотфіксуючі і денітрифікуючі бактерії з цієї групи є одним з найважливіших умов підтримки кругообігу азоту на планеті. Аналогічна роль і сульфобактерій для кругообігу сірки.
Представники літотрофи: нітроспіра, гідрогенофіли, термодесульфобактеріі.

Типи живлення бактерій

 ФітоавтотрофнийХемоавтотрофний(
хемосинтезуючий)
Фото-гетеротрофнийХемо-гетеротрофний
Джерело енергіїСвітлоХімічне (окислення неорганічних
речовин під час дихання)
СвітлоХімічне (окислення неорганічних
речовин під час дихання)
Категорія бактерійТільки зелені і пурпорові сіркові бактерії і деякі пурпорові несіркові бактеріїНітрифікуючі бактерії, сіркові бактерії та ін.Тільки пурпурові несіркові бактеріїБільшість бактерій (сапрофіти, паразити, сімбіонти і т.п)

Органотрофні бактерії використовують енергію окислення органічних речовин, таких як білки, жири, полісахариди, складні ліпіди і т.д. Здебільшого вони так само є сапротрофами, тобто займаються розкладанням мертвої біомаси. Проте, серед них багато патогенних і симбіотичних організмів, які харчуються продуктами синтезу більш складних живих організмів. До цієї групи належить більшість всіх найвідоміших людині бактерій, таких як таксони бацила, клостридія, ентеробактерії.

Бактерії є у ​​всіх біотопах . Їх можна знайти в ґрунті, інших організмах і воді, на льодовиках Антарктики та навколо океанських гідротермальних отворів. Вони трапляються також у радіоактивних районах.

До 40 мільйонів клітин цих організмів можна знайти в одному грамі ґрунту , а близько мільйона – в мілілітрі прісної води .

На Землі є приблизно 5*1030  які представляють значну частину планети біомаси.

Бактерії відіграють важливу роль в циркуляції біогенних елементів. Вони беруть участь у підтримці всіх біогеохімічних циклів (наприклад, циклу азоту ), а також у процесах бродіння та гниття.

Як симбіоти, що живуть в організмах тварин, включаючи людину, вони відповідають для перетравлення їжі, таким чином роблячи можливим або принаймні полегшуючи харчування.

Систематика бактерій

ЕубактеріїАктиноміцетиХламідо-бактеріїМіксо-бактеріїСпірохети
(справжні бактерії)Паличковидні, нитяні бактерії без клітинних перегородок, схожі на малесенькі гриби(нитяні залізобактерії)
Паличковидні нитяні хемосинтезуючі бактерії, що відкладають окис заліза навколо клітини.
(слизисті бактерії)
Паличковидні з тонкими гнучкими стінками.
Довгі тонкі гнучкі спіралевидні бактерії.
ЕубактеріїМікоплазмиBeggia toaРикетсії
(справжні бактерії)Надзвичайно дрібні паразити різноманітної форми, не мають жорсткої клітинної стінки; нерухомі.(нитяні сіркобактерії). Нитяні хемосинтезуючі бактерії, що відкладають сірку навколо клітини.Невеличкі паличковидні паразити, схожі на крупні віруси.

Розміри деяких бактерій

Розмір бактеріальних клітин становить від 0,2 мкм для нанобактерій до 750 мкм у Thiomargarita namibiensis.

ВидДовжина, мкмШирина, мкм
Лептоспирти7-250,12
Мікоплазми0,3-0,8
Риккетсії1,0-2,00,3-0,7
Спірохети30-500
Ентеробактерії2-30.5-1,0
Bacillus anthracis3-101-1,5
Bacillus megatherium52
Bordetella pertussis0.5-10,3-0,5
Brucella (різні види)0,6-1.50,5-0,7
Corynebacterium diphtheriae0,2
Clostridium botulinum2-100,5-1,0
Clostridium tetani2,4-5,00,5-1,1
Francisella tularensis0,2-0.7
Haemophilus influenze0,3-0,5
Leptotricha buccalis5-151,0-1,5
Micrococcus00
Mycobacterium tuberculosis3,00,4
Niesseria gonorrhoeas0,8
Pseudomonas (різні види)0,5-1,01,5-4,0
Staphylococcus0,8-1,0
Streptococcus pyogenes0,8-1,0
Streptococcus pneumoniae0,8-1,0
Vibrio cholerae1,5-3,00,5

Летальні температури для деяких видів бактерій та грибів

МікроорганізмЛетальна
температура, С
Час
життя за даної температури, хв.
Бактерії
Aerobacter aerogones5530
Bacillus anthracis (вегетативна
форма)
6030
Bacillus anthracis (спори)1005-10
Bacillus subtilis (вегетативна
форма)
9536
Bacillus subtilis (спори)10015-20
Clostridium botulinum (спори)1205
Clostridium tetani (вегетативна
форма)
1053-25
Clostridium tetani (спори)1053-25
Diplococcus pneumoniae5520
Escherichia coli6015
Lactobacillus thermophilus7130
Mycobacterium tuberculosis6015
Neisseria gonorrhoeae55<5
Neisseria meningilUlis55<5
Pseudomonas aeruginosa5560
Salmonella typhi604,5
Staphylococcus aureus6010
Stretrococcus pyogenes5530
Vibrio cholerae5515
Гриби
Aspergillus niger (спори)5530
Candida albkans6010
Fusarium sp.5510
Monilia fruticola (спори)522-3
Mucor sp.57,530
Penkillium
sp.
50-6030
Saccharomyces
cerevisiae
6830

Термін існування однієї генерації деяких бактерій

Вид бактеріїТемпература, °СЧас генерації, хв.
Bacilius cereus3718,8
Bacilius subitilus3635
Escherichia coli3712,5- 17
Lactobacillus acidophilus3760- 87
Proteus vulgaris3721,5- 46
Pseudomonas seruginosa3731- 34
Rhiwbium leguminosarum3779- 87
Salmonella typhimurium3724- 35
Salmonella typhosa3723,5-33
Serratia marcescens3528
Slaphylococous aureus3727- 32
Streptococcus lactis3726- 37
Vibrio cholerae3721,2- 38

Література

Top