Budowa bakterii

Komórka bakteryjna ma prostą budowę, ale każdy element pełni ważną funkcję. Najważniejsze struktury to chromosom bakteryjny (genofor) - koliście zamknięta helisa DNA oraz plazmidy - małe koliste cząsteczki DNA zawierające informacje o dodatkowych cechach, np. odporności na antybiotyki.

Bakterie chronione są przez ścianę komórkową zbudowaną z mureiny (peptydoglikanu) oraz często dodatkowo przez otoczkę śluzową. Wewnątrz komórki znajduje się cytoplazma wypełniona różnymi substancjami i strukturami, takimi jak rybosomy (70S) odpowiedzialne za biosyntezę białek.

Bakterie samożywne (np. sinice) posiadają dodatkowo tylakoidy zawierające barwniki niezbędne do fotosyntezy. Wiele bakterii posiada też rzęski służące do poruszania się oraz fimbrie umożliwiające przyczepianie się do podłoża.

💡 Ciekawostka: Biosyntezę mureiny w ścianie komórkowej hamują niektóre antybiotyki, np. penicylina - dlatego są one skuteczne w leczeniu chorób bakteryjnych!

Formy morfologiczne i odżywianie bakterii

Bakterie występują w różnych kształtach, co pomaga w ich klasyfikacji. Wyróżniamy formy kuliste (np. ziarenkowce, gronkowce, paciorkowce), cylindryczne (pałeczki, laseczki), spiralne (przecinkowce, śrubowce, krętki) oraz nieregularne (maczugowce, promieniowce).

Pod względem sposobu odżywiania bakterie dzielimy na autotroficzne (samożywne) i heterotroficzne (cudzożywne). Bakterie autotroficzne wykorzystują związki nieorganiczne do produkcji związków organicznych. Mogą przeprowadzać fotosyntezę oksygeniczną (z wydzielaniem tlenu, np. sinice) lub nieoksygeniczną (bez wydzielania tlenu).

Bakterie heterotroficzne pobierają gotowe związki organiczne. Dzielimy je na saprobiotyczne (rozkładające martwą materię organiczną), pasożytnicze (czerpiące pokarm z żywych organizmów) oraz symbiotyczne (współpracujące z innymi organizmami z obopólną korzyścią).

🔍 Pamiętaj! Bakterie heterotroficzne saprobiotyczne są kluczowe dla środowiska - rozkładają martwą materię organiczną, umożliwiając obieg pierwiastków w przyrodzie.

Ściana komórkowa i oddychanie bakterii

Bakterie możemy podzielić na gram-dodatnie i gram-ujemne w zależności od budowy ściany komórkowej. Bakterie gram-dodatnie mają grubą ścianę (kilka warstw mureiny) i kwasy tejchojowe, co sprawia, że trwale barwią się na fioletowo. Bakterie gram-ujemne mają cienką ścianę (jedna warstwa mureiny), dodatkową błonę zewnętrzną i barwią się na czerwono.

Ze względu na sposób oddychania bakterie dzielimy na aeroby (tlenowe) i anaeroby (beztlenowe). Aeroby uzyskują energię poprzez oddychanie tlenowe. Anaeroby dzielą się na bezwzględne (giną w obecności tlenu) i względne (mogą zmienić sposób oddychania zależnie od warunków).

Szczególną grupą są bakterie chemosyntetyczne, które uzyskują energię z utleniania związków nieorganicznych. Przykładem są bakterie nitryfikacyjne (utleniające amoniak do azotynów i azotanów) oraz bakterie siarkowe (utleniające siarkowodór).

⚡ Bakterie Rhizobium (bakterie brodawkowe) żyją w symbiozie z roślinami bobowatymi. Wiążą azot atmosferyczny, dostarczając roślinom związki azotu, a w zamian otrzymują asymilaty. To naturalny sposób wzbogacania gleby w azot!

Przetrwalniki i ruch bakterii

Bakterie odgrywają kluczową rolę w ekosystemach jako saprobionty. Dzielą się na saprofity, które pobierają materię organiczną i rozkładają ją na prostsze związki, oraz saprofagi, które odżywiają się szczątkami roślin i zwierząt, rozdrabniając je, co ułatwia pracę reducentom.

W niesprzyjających warunkach bakterie mogą przejść w stan anabiozy (znacznie obniżonej aktywności życiowej), tworząc formy przetrwalnikowe. Są to cysty (odwodnienie i otworzenie grubej ściany całej komórki) lub endospory (część komórki zostaje otoczona grubą ścianą i staje się przetrwalnikiem).

Wiele bakterii porusza się aktywnie za pomocą rzęsek, reagując na bodźce środowiskowe. Zjawisko to nazywamy taksją. Wyróżniamy: chemotaksję (reakcja na bodźce chemiczne), fototaksję (reakcja na światło) i termotaksję (reakcja na temperaturę). Taksja może być dodatnia (ruch w kierunku bodźca) lub ujemna (ruch od bodźca).

🔬 Zdolność bakterii do reagowania na bodźce środowiskowe jest imponująca! Pomaga im znajdować pożywienie, uciekać przed szkodliwymi substancjami i odnajdywać optymalne warunki do życia.

Wzrost i rozmnażanie bakterii

Bakterie są organizmami haploidalnymi i rozmnażają się wyłącznie bezpłciowo poprzez podział komórki, pączkowanie lub fragmentację nitek kolonii (u sinic). Charakteryzują się niezwykle szybkim tempem wzrostu i rozmnażania, znacznie przewyższającym inne organizmy.

Choć bakterie nie rozmnażają się płciowo, występują u nich procesy umożliwiające rekombinację materiału genetycznego, co zwiększa różnorodność genetyczną. Główne procesy to:

Koniugacja - wymiana plazmidu między dwiema bakteriami tego samego lub różnych szczepów za pomocą mostka koniugacyjnego. Komórka dawcy przekazuje jedną nić DNA plazmidu do komórki biorcy, a następnie w obu komórkach syntetyzowane są brakujące nici.

Transdukcja - przenoszenie genów z udziałem bakteriofagów (wirusów bakteryjnych), które wycinają część DNA z chromosomu zaatakowanej bakterii i przenoszą je do kolejnej bakterii.

Transformacja - ekspresja w komórce bakterii genów pobranych z otoczenia (z rozpadłych komórek innych bakterii).

🧬 Rekombinacja genetyczna bakterii to fascynujący proces! To dzięki niemu bakterie tak szybko przystosowują się do nowych warunków i nabywają odporność na antybiotyki.

Przegląd bakterii i ich znaczenie

Archebakterie różnią się od eubakterii brakiem mureiny w ścianie komórkowej i żyją w środowiskach ekstremalnych. Wyróżniamy bakterie metanogenne (np. w przewodzie pokarmowym), termoacidofilne (w wodach gorących i kwaśnych) oraz halofilne (w wodach silnie zasolonych).

Sinice to nitkowate bakterie zdolne do wiązania azotu atmosferycznego. Ich masowy rozwój w zbiornikach wodnych prowadzi do tzw. zakwitów wody. Bakterie nitkowate występują w silnie zanieczyszczonych wodach, a krętki mogą występować w wodach lub pasożytować w organizmach.

Bakterie mają ogromne znaczenie w przyrodzie i gospodarce człowieka:

• rozkładają martwą materię organiczną
• uczestniczą w procesach glebotwórczych
• wiążą azot atmosferyczny
• umożliwiają trawienie celulozy u przeżuwaczy
• są wykorzystywane do produkcji żywności (sery, jogurty, kefir)
• produkują antybiotyki i inne substancje
• oczyszczają ścieki jako składnik osadu czynnego

🌱 Bakterie symbiotyczne w twojej glebie ogrodowej mogą dostarczyć roślinom więcej składników odżywczych niż niejeden nawóz! Warto o tym pamiętać podczas uprawy roślin.

Choroby bakteryjne

Bakterie mogą wywoływać poważne choroby u ludzi. Oto najważniejsze z nich:

Gruźlica (prątek Kocha) - przenoszona drogą kropelkową i pyłową, objawia się kaszlem, gorączką, bólem w klatce piersiowej i spadkiem masy ciała. Zapobieganie: szczepienia ochronne i izolacja chorych.

Tężec (laseczka tężca) - dostaje się przez rany zabrudzone ziemią, powoduje zaburzenia mowy, bóle głowy, sztywność karku i drgawki. Zapobieganie: dezynfekcja ran, szczepienia, podanie surowicy przeciwtężcowej.

Borelioza (krętek borelii) - przenoszona przez kleszcze, objawia się rumieniem wędrującym i objawami grypopodobnymi. Zapobieganie: stosowanie preparatów odstraszających kleszcze.

Choroby układu pokarmowego jak salmonelloza, dur brzuszny czy czerwonka - przenoszone drogą pokarmową, objawami są bóle brzucha, biegunka, wymioty, gorączka. Zapobieganie: przestrzeganie zasad higieny, właściwe przechowywanie żywności.

Choroby przenoszone drogą płciową jak kiła i rzeżączka - objawami są wysypki, owrzodzenia, stany zapalne. Zapobieganie: unikanie ryzykownych kontaktów seksualnych, stosowanie prezerwatyw.

🦠 Pamiętaj! Większość chorób bakteryjnych można skutecznie leczyć antybiotykami, ale kluczowe jest przestrzeganie zaleceń lekarza dotyczących długości kuracji i dawkowania!

Leczenie chorób bakteryjnych

W leczeniu chorób bakteryjnych najczęściej stosuje się antybiotyki. Są to substancje blokujące istotne szlaki metaboliczne bakterii, które działają na dwa sposoby:

• bakteriobójczo - powodując śmierć bakterii
• bakteriostatycznie - hamując wzrost i rozmnażanie się bakterii

Antybiotyki mogą działać poprzez różne mechanizmy:

• łączenie się z rybosomami bakteryjnymi, co uniemożliwia syntezę białek bakteryjnych
• hamowanie replikacji DNA bakteryjnego, co zapobiega rozmnażaniu się bakterii
• hamowanie wytwarzania mureiny lub uszkadzanie błon komórkowych bakterii, prowadząc do ich śmierci

Przed zastosowaniem antybiotykoterapii zaleca się wykonanie antybiogramu - badania określającego wrażliwość bakterii na różne antybiotyki. Pozwala to dobrać najskuteczniejszy lek.

Antybiotyki niszczą nie tylko chorobotwórcze bakterie, ale także pożyteczną florę bakteryjną jelit i błon śluzowych. Dlatego podczas kuracji antybiotykowej zaleca się stosowanie probiotyków - preparatów zawierających szczepy pożytecznych bakterii, np. pałeczki kwasu mlekowego.

💊 Zawsze dokończ pełną kurację antybiotykową zaleconą przez lekarza, nawet jeśli czujesz się lepiej! Przerwanie leczenia może prowadzić do rozwoju oporności bakterii na antybiotyki.