Charakterystyka eubakterii, żywienie, rozmnażanie, klasyfikacja

3767
Charles McCarthy

Plik eubakterie, lepiej znany jako prawdziwe bakterie, są to jednokomórkowe organizmy prokariotyczne należące do domeny Bacteria. Wraz z domenami Eukarya i Archaea, domena Bacteria jest obecnie jedną z trzech proponowanych domen życia..

Eubakterie, ponieważ są prokariotami, są stosunkowo prostymi organizmami, którym brakuje błoniastego jądra, które mogłoby zamknąć materiał genetyczny. Jednak te żyjące istoty są niezwykle bogate w przyrodzie, występując praktycznie we wszystkich ekosystemach planety..

Ilustracja bakterii z rodzaju Lactobacillus

Mogą zasiedlać glebę, wodę, powietrze oraz na różnych typach powierzchni biotycznych lub abiotycznych. Niektóre eubakterie są chorobotwórcze, to znaczy powodują choroby u innych żywych istot, ale większość z nich składa się z nieszkodliwych, a nawet pożytecznych organizmów z różnych punktów widzenia.

Opisano ponad 5000 gatunków prawdziwych bakterii, więc wielu autorów uważa, że ​​są to organizmy najczęściej spotykane w przyrodzie..

Charakterystyka eubakterii

Eubakterie to jednokomórkowe organizmy prokariotyczne. Zgodnie z tym możemy powiedzieć, że jedną z jego głównych cech jest brak błoniastego jądra, które otacza jego DNA lub jakąkolwiek inną błoniastą organellę cytozolową. Wśród innych cech wyróżniają się:

  • Mają błonę komórkową utworzoną, jak u eukariotów, przez dwuwarstwę lipidową, która otacza substancję wodną znaną jako cytosol, w której znajdują się białka komórkowe (w tym rybosomy do translacji białek) i materiał genetyczny.
  • Dodatkowo pokryte są chroniącą je ścianą, którą tworzy polimer zwany peptydoglikanem, który składa się z powtarzających się reszt cukru N-acetyloglukozaminy i kwasu N-acetylomuramowego połączonych ze sobą wiązaniami β-1, 4.
  • Niektóre bakterie mają na swojej powierzchni dodatkowe nitkowate struktury białkowe, które pozwalają im się poruszać i poruszać; są znane jako rzęski (krótkie i liczne) i wici (długie i rzadkie).
  • Jego materiał genetyczny w postaci DNA znajduje się w wyspecjalizowanym regionie cytozolu zwanym nukleoidem i na ogół składa się z pojedynczego okrągłego chromosomu..
  • W cytozolu można również znaleźć inne pozachromosomalne fragmenty DNA zwane plazmidami, które mogą być wspólne z innymi bakteriami poprzez strukturę zwaną pilusem. Plazmidy generalnie zawierają przydatne metabolicznie informacje.
  • Wiele bakterii jest otoczonych galaretowatą kapsułką lub macierzą, glikokaliksem. Składa się głównie z cukrów (węglowodanów), które wystają z błony i ściany komórkowej i zapewniają im pewną odporność na niekorzystne warunki środowiskowe, antybiotyki i / lub patogeny.
  • Niektóre eubakterie mogą „zamienić się” w przetrwalniki w ekstremalnych sytuacjach środowiskowych. Endospory to struktury odpornościowe, które pomagają im tolerować takie czynniki, jak bardzo wysokie lub niskie temperatury, ekstremalne pH, nadmierne promieniowanie itp..
  • Mogą żyć w prawie każdej części planety, na każdym typie powierzchni i żywią się prawie wszystkim.

Rozmiar i kształt

Formy bakteryjne (źródło: CKRobinson / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) via Wikimedia Commons)

Bakterie mają bardzo zmienne rozmiary, w zakresie od około 0,2 do 50 mikronów, chociaż średni rozmiar wynosi od 1 do 3 mikronów. Podobnie kształt tych komórek może się znacznie różnić w zależności od gatunku, przy czym trzy z nich są najbardziej powszechne:

- Orzechy kokosowe: komórki kuliste lub jajowate, które są zwykle pojedyncze lub uporządkowane przestrzennie w zależności od płaszczyzny, w której się dzielą, ponieważ niektóre komórki mogą pozostać zjednoczone nawet po podziale. W zależności od gatunku można je spotkać parami, łańcuchami lub liczniejszymi grupami.

- Laski lub pałeczki: komórki w kształcie pręcików, pojedynczo lub zjednoczone ze sobą, jakby były sznurkiem kiełbasek.

- Duchy: są to bakterie o kształcie spirali, na ogół elastyczne.

Odżywianie

W domenie Bacteria występują organizmy heterotroficzne i autotroficzne.

Bakterie heterotroficzne, podobnie jak w przypadku zwierząt, to te, które muszą pozyskiwać pożywienie ze źródeł zewnętrznych, podczas gdy bakterie autotroficzne to te, które, podobnie jak rośliny, wytwarzają własną żywność ze związków nieorganicznych.

Większość bakterii heterotroficznych jest saprofity, to znaczy żywią się martwą lub rozkładającą się materią organiczną. Inni są pasożyty, co oznacza, że ​​żyją one wewnątrz lub na zewnątrz innego organizmu ze szkodą dla tego organizmu, a inne żyją symbionty, ponieważ zapewniają korzyści innym organizmom iw zamian otrzymują pożywienie.

Mogą to być bakterie autotroficzne Fotosyntetyczny lub chemosyntetyk, zależny lub nie od tlenu. Te fotosyntetyzujące wytwarzają substancje organiczne w procesie fotosyntezy, wykorzystując energię promieni słonecznych (te mają barwniki fotosyntetyczne, takie jak chlorofil).

Bakterie chemosyntetyczne wykorzystują związki nieorganiczne, takie jak amon, wodór cząsteczkowy, siarka lub żelazo, do produkcji swoich cząsteczek organicznych, ale nie robią tego w procesie fotosyntezy..

Reprodukcja

Prawdziwe bakterie generalnie rozmnażają się przez rozszczepienie binarne, które jest rodzajem rozmnażania bezpłciowego typowego dla prokariotów i innych organizmów jednokomórkowych. Proces polega na utworzeniu dwóch identycznych komórek z komórki „progenitorowej”..

  1. Rozszczepienie binarne zaczyna się od powielenia materiału genetycznego (z chromosomu bakteryjnego) i towarzyszącego mu wzrostu wielkości komórek.
  2. Następnie dwie kopie chromosomu migrują w kierunku każdego bieguna komórki, która do tej pory prawie podwoiła swój pierwotny rozmiar.
  3. Szereg białek należących do mechanizmu podziału komórkowego jest odpowiedzialny za tworzenie pierścienia podziału dwóch komórek potomnych, zlokalizowanych mniej więcej w środku komórki progenitorowej.
  4. W regionie, w którym powstał ten pierścień, syntetyzowana jest nowa poprzeczna ściana komórkowa, która kończy się rozdzieleniem dwóch chromosomów, które wcześniej znajdowały się na każdym biegunie komórki; powoduje to rozdzielenie dwóch identycznych komórek potomnych.

Rozszczepienie binarne jest bardzo szybkim rodzajem rozmnażania, chociaż czas jest bardzo zmienny w zależności od gatunku. Niektóre bakterie dzielą się w mniej niż 20 minut, podczas gdy inne mogą zająć kilka godzin.

W zależności od orientacji, w której rozmieszczone są zduplikowane chromosomy, rozszczepienie binarne jest klasyfikowane jako poprzeczne, podłużne lub nieregularne, ale zawsze składa się z tych samych zdarzeń, które opisano powyżej..

Klasyfikacja (typy)

Najbardziej akceptowana klasyfikacja domeny Bacteria składa się z 5 następujących grup:

Proteobacteriae

Jest to jedna z najbardziej rozpowszechnionych i różnorodnych grup drobnoustrojów. Należy do niej wiele organizmów chorobotwórczych dla ludzi i innych zwierząt, w tym przedstawiciele rodzajów Salmonella, Vibrio, Helicobacter, Escherichia, Neisseria, itp.

Ponieważ bakterie z tej grupy nie mogą być barwione metodą Grama, znane są jako bakterie Gram-ujemne. Dzieli się na następujące grupy:

  • ε-Proteobacteria
  • δ-Proteobacteria
  • α-Proteobacteria
  • β-Proteobacteria
  • γ-Proteobacteria

Spirochaetaee

Są to bakterie o spiralnym kształcie i dużej długości (do 500 mikronów długości). Wiele z nich to wolno żyjące organizmy, zwykle związane z akwenami słodkiej lub morskiej wody bogatej w materię organiczną..

Inni przedstawiciele tej gromady są patogenni dla niektórych ssaków, tak jest w przypadku bakterii z rodzaju Leptospira.

Chlamydiae

Bakterie z gromady chlamydiów są na ogół pasożytami wewnątrzkomórkowymi. Gromada składa się z jednej klasy (Chlamydia), która jest podzielona na dwa rzędy znane jako Chlamydiales (4 rodziny) i Parachlamydiales (6 rodzin).

Cyjanobakteria

Bakterie należące do tej gromady, dawniej znane jako „niebiesko-zielone algi”, to wolno żyjące organizmy fotoautotroficzne lub endosymbionty..

Bakterie Gram-dodatnie

Bakterie, które można wybarwić metodą Grama, są zgrupowane w tym zestawie. Zwykle rozpoznawane są następujące grupy:

  • Firmicutes: bakterie wytwarzające przetrwalniki, wiele z nich użytecznych do celów przemysłowych do produkcji sfermentowanej żywności.
  • Actinobacteria: obejmuje mikroorganizmy ważne dla bioremediacji wód i gleb zanieczyszczonych związkami toksycznymi.
  • Mykoplazma: w tym bakterie chorobotwórcze zamieszkujące tkanki śluzówki i nabłonki żywicieli.

Przykłady gatunków eubakterii

Istnieje wiele cytowanych przykładów eubakterii, oto niektóre z nich:

Escherichia coli

Ilustracja Escherichia coli

Proteobacterium występujące w ludzkich jelitach, gdzie przyczynia się do trawienia pokarmu. Jest to rodzaj bakterii w kształcie pałeczki, a niektóre szczepy mogą być chorobotwórcze, powodując ciężką biegunkę.

Vibrio cholerae

Ilustracja Vibrio cholerae

Jest to kolejna Gram-ujemna proteobakteria w kształcie pałeczki, która wywołuje u ludzi chorobę zwaną „cholerą”, charakteryzującą się ostrą biegunką, po której następuje poważne odwodnienie..

Lactobacillus acidophilus

Lactobacillus acidophilus. Źródło: Doc. RNDr. Josef Reischig, CSc. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Wysoce pozytywna bakteria z grupy Firmicute, która naturalnie występuje w jelitach wielu zwierząt, w tym ludzi, a także w jamie ustnej i żeńskich narządach płciowych. Ponieważ jest zdolny do metabolizowania cukrów w mleku i jego fermentacji, jest używany razem z Streptococcus thermophilus do produkcji żywności, takiej jak jogurt.

Gmina Nostoc

Gmina Nostoc. Źródło: Kristian Peters http://www.korseby.net/outer/flora/algae/index.html / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Jest to gatunek cyjanobakterii szeroko rozpowszechniony na całym świecie, gdzie może zamieszkiwać zarówno środowiska lądowe, jak i słodkowodne. Jest stosowany jako żywność w niektórych krajach azjatyckich, aw niektórych regionach jest używany ze względu na swoje właściwości przeciwzapalne.

Znaczenie eubakterii

Chociaż na pierwszy rzut oka mogą się one wydawać „proste”, komórki te umożliwiają istnienie świata, jaki znamy dzisiaj:

- Biorą udział w obiegu składników odżywczych, takich jak węgiel, fosfor, siarka i azot, ponieważ wiele gatunków jest odpowiedzialnych za rozkład i degradację martwej materii organicznej.

- Bakterie fotosyntetyczne, podobnie jak rośliny, wykorzystują energię promieni słonecznych do pozyskiwania energii, syntezy związków organicznych i uwalniania tlenu do atmosfery.

- Działają jako symbionty w układzie pokarmowym wielu zwierząt, w tym ludzi i wielu roślinożerców przeżuwaczy..

- Są wykorzystywane jako organizmy modelowe do badania różnych aspektów życia komórki, a także są wykorzystywane do masowej produkcji różnych związków biotechnologicznych o dużym znaczeniu dla ludzkości (żywność, leki, enzymy itp.).

Biorąc pod uwagę ich różnorodność i znaczenie, jakie wiele z nich ma dla zdrowia publicznego oraz przemysłu farmaceutycznego i spożywczego, na przykład bakterie były szeroko badane, charakteryzowane i wykorzystywane biotechnologicznie od ponad 150 lat..

Różnice między eubakteriami i archebakteriami

Istnieją pewne znaczące różnice między eubakteriami i archebakteriami:

- Eubakterie mają błony złożone z lipidów składających się ze szkieletu glicerolu, do którego estryfikowane są kwasy tłuszczowe, ale archebakterie mają wiązania podobne do eteru między kwasami tłuszczowymi a glicerolem.

- Skład ściany komórkowej archeonów różni się również od składu bakterii, przy czym głównym związkiem archeonów jest pseudopeptydoglikan.

- Chociaż eubakterie można znaleźć prawie wszędzie w biosferze, często mówi się, że archebakterie są ograniczone do miejsc „ekstremalnych” pod względem temperatury, zasolenia, pH itp..

- Chociaż archebakterie również nie mają jądra, mają okrągłe chromosomy związane z białkami podobnymi do histonów, pierwiastkami nieobecnymi w prawdziwych bakteriach..

- Uważa się, że bakterie są wrażliwe na antybiotyki, podczas gdy archebakterie nie.

- Nie odnotowano patogennych archebakterii u ludzi, poza bakteriami.

Bibliografia

  1. Chen, Hongliang i Wen, Yating i Li, Zhongyu. (2019). Oczywiste zwycięstwo Chlamydii: wywrócenie odporności wrodzonej gospodarza. Frontiers in Microbiology. 10. 10.3389 / fmicb.2019.01412.
  2. Schaechter, M. (2009). Encyklopedia mikrobiologii. Academic Press.
  3. Sizar O, Unakal CG. Bakterie Gram-dodatnie. [Zaktualizowano 20 lipca 2020 r.]. W: StatPearls [Internet]. Treasure Island (Floryda): StatPearls Publishing; 2020 styczeń-. Dostępne pod adresem: www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK470553/
  4. Taussig, L. M., & Landau, L. I. (2008). E-book dotyczący medycyny układu oddechowego u dzieci. Elsevier Health Sciences.
  5. Willey, J., Sherwood, L. i Woolverton, C. J. (2013). Mikrobiologia Prescotta. Nowy Jork, NY.

Jeszcze bez komentarzy