Podstawowe informacje o bakteriach

Bakterie to prokariotyczne organizmy (bezjądrowce), które mimo swojej prostoty są mistrzami przetrwania. Mają wymiary od jednego do kilku mikrometrów i potrafią tworzyć formy przetrwalnikowe, gdy warunki stają się nieprzyjazne.

Kształty bakterii to prawdziwa galeria form: od kulistych (ziarniakiwce, gronkowce) przez cylindryczne (pałeczki, laseczki) aż po spiralne (przecinkowce, śrubowce). Niektóre mają nawet nieregularne kształty jak promieniopiec.

Sposób oddychania dzieli bakterie na dwie główne grupy. Aeroby potrzebują tlenu do życia, podczas gdy anaeroby radzą sobie bez niego. Anaeroby względne są prawdziwymi oportunistami - dostosowują się do warunków i mogą oddychać zarówno z tlenem, jak i bez niego.

Ciekawostka: Anaeroby bezwzględne faktycznie giną w obecności tlenu - to dla nich trucizna!

Odżywianie bakterii

Większość bakterii to heterotrofy - nie potrafią same produkować pokarmu i muszą go pozyskiwać z otoczenia. Ale nieliczne to autotrofy, które same wytwarzają substancje organiczne!

Bakterie heterotroficzne mają różne strategie życiowe. Saprobiontyczne żywią się martwą materią (jak sanitariusze natury), pasożytnicze wykorzystują inne organizmy na swoją korzyść, a symbiotyczne tworzą korzystne związki partnerskie.

Bakterie autotroficzne to prawdziwi chemicy natury. Fotosyntetyzujące (jak sinice) wykorzystują energię słoneczną, podczas gdy chemosyntetyzujące czerpią energię z reakcji chemicznych. Te drugie mogą żyć w całkowitej ciemności!

Rozmnażanie u bakterii jest proste ale skuteczne - głównie przez podział komórki. Koniugacja to nie rozmnażanie, ale wymiana DNA między bakteriami, co zwiększa ich różnorodność genetyczną.

Ważne: Procesy płciowe u bakterii (koniugacja, transformacja, transdukcja) nie zwiększają liczby komórek, ale pomagają w wymianie genów!

Ruch i budowa ściany komórkowej

Bakterie to zaskakująco mobilne organizmy! Dzięki wiciom wykonują taksje - kierunkowe ruchy w odpowiedzi na bodźce. Chemotaksja to ruch w stronę lub od substancji chemicznych, fototaksja to reakcja na światło, a termotaksja to poszukiwanie optymalnej temperatury.

Kluczową różnicą między bakteriami jest budowa ściany komórkowej. Bakterie Gram-dodatnie mają grubą ścianę $15-50nm$ z kilkoma warstwami mureiny i kwasami tejchojowymi. Trwale barwią się na fioletowo.

Bakterie Gram-ujemne mają cienką ścianę $2-10nm$ z jedną warstwą mureiny, ale za to posiadają dodatkową błonę zewnętrzną z lipopolisacharydami. Barwią się nietrwale i wymagają barwników uzupełniających.

Wskazówka: Barwienie Grama to podstawowy test w mikrobiologii - pozwala szybko zidentyfikować typ bakterii i dobrać odpowiedni antybiotyk!

Budowa komórki bakteryjnej

Chromosom bakteryjny (genofor) to kolista helisa DNA znajdująca się w nukleoidzie. Zawiera wszystkie geny niezbędne do przeżycia. Plazmidy to dodatkowe, małe cząsteczki DNA z "dodatkowymi opcjami" jak odporność na antybiotyki.

Otoczka śluzowa z polisacharydów pełni funkcję ochronną, a ściana komórkowa z mureiny nadaje kształt i chroni komórkę. Błona komórkowa kontroluje wymianę substancji i magazynowanie energii.

Cytozol to "zupa życia" - roztwór koloidalny, w którym przebiegają wszystkie procesy metaboliczne. Rybosom 70S produkuje białka, a tylakoidy u bakterii fotosyntetyzujących zawierają barwniki.

Wici służą do ruchu, fimbrie pomagają w przyczepianiu się do powierzchni, a pilusy umożliwiają rozpoznawanie innych bakterii podczas koniugacji.

Pamiętaj: Bakterie nie mają jądra komórkowego ani organelli błoniastych - wszystko dzieje się bezpośrednio w cytoplazmie!

Przetrwanie i różnorodność bakterii

Anabioza to genialny mechanizm przetrwania - bakterie spowalniają metabolizm i tworzą formy przetrwalnikowe. Cysty powstają przez odwodnienie całej komórki, a endospory przez podział komórki na część aktywną i uśpioną.

Niektóre bakterie mają supermoce! Wiążą azot atmosferyczny i przekształcają go w związki przydatne dla roślin. Sinice robią to w specjalnych komórkach zwanych heterocystami, a bakterie Rhizobium współpracują z roślinami motylkowymi.

Królestwo bakterii dzieli się na eubakterie (prawdziwe bakterie) i archebakterie. Eubakterie to znajome nam bakterie z mureiną w ścianie, a archebakterie to starożytne formy bez mureiny, często żyjące w ekstremalnych warunkach.

Archebakterie to prawdziwi twardziele - metanogenne produkują metan, termoacidofilne lubią gorące kwaśne środowiska, a halofilne żyją w bardzo słonej wodzie. To żywe skamieliny z początków życia na Ziemi!

Fascynujący fakt: Archebakterie genetycznie są bardziej podobne do organizmów jądrowych niż do zwykłych bakterii - to prawdziwe żywe kopalnię ewolucyjne!