Komórki bakterii charakteryzują się specyficzną budową, która odróżnia je od komórek eukariotycznych. Kluczowe cechy to:

• Brak jądra komórkowego
• Obecność błony komórkowej i ściany komórkowej
• U niektórych gatunków występuje błona zewnętrzna
• Na powierzchni mogą występować dodatkowe struktury jak warstwy śluzowe czy otoczki

Definition: Błona komórkowa - bariera ochronna oddzielająca wnętrze komórki od środowiska zewnętrznego, odpowiedzialna za wymianę substancji i miejsce intensywnego metabolizmu.

Ważne struktury zewnętrzne komórek bakteryjnych to:

• Fimbrie - krótkie białkowe włókna umożliwiające przyczepianie się do podłoża
• Pilusy - dłuższe białkowe włókna uczestniczące w procesach płciowych
• Rzęski - struktury umożliwiające ruch

Wnętrze komórki bakteryjnej wypełnia cytozol zawierający:

• Chromosom bakteryjny - koliście zamknięta cząsteczka DNA z genami niezbędnymi do funkcjonowania komórki
• Plazmidy - małe koliste cząsteczki DNA z dodatkowymi informacjami genetycznymi
• Rybosomy - struktury uczestniczące w biosyntezie białek
• Tylakoidy - struktury występujące u bakterii fotosyntezujących

Example: Przykładem struktur zewnętrznych bakterii są fimbrie, umożliwiające im przyczepianie się do podłoża.

Ściana komórkowa bakterii jest zbudowana z mureiny, ale może różnić się grubością. Ze względu na budowę ściany komórkowej wyróżniamy dwa typy bakterii: gram-dodatnie i gram-ujemne.

Bakterie gram-dodatnie:

• Gruba ściana komórkowa $15-50 nm$
• Zbudowana z kilku warstw mureiny i kwasów tejchojowych

Bakterie gram-ujemne:

• Cienka ściana komórkowa $2-10 nm$
• Zbudowana z jednej warstwy mureiny
• Brak kwasów tejchojowych
• Obecność dodatkowej błony zewnętrznej

Highlight: Bakterie gram-dodatnie i gram-ujemne różnice obejmują grubość ściany komórkowej oraz obecność lub brak kwasów tejchojowych.

Niektóre bakterie mają zdolność do wiązania azotu atmosferycznego. Do tej grupy należą:

• Wolno żyjące sinice z rodzaju Gleocapsa, Gleotrichia i Nostoc
• Wolno żyjące bakterie glebowe z rodzaju Azobacter i Clostridium
• Symbiotyczne bakterie z rodzaju Rhizobium, współżyjące z roślinami motylkowatymi

Vocabulary: Asymilacja azotu przez sinice - proces przekształcania azotu cząsteczkowego w formy przyswajalne dla roślin.

Proces wiązania azotu polega na:

1. Asymilacji azotu cząsteczkowego i przekształceniu go w amoniak
2. Utlenieniu amoniaku do azotanów (V) przez bakterie nitryfikacyjne
3. Udostępnieniu związków azotu roślinom i organizmom heterotroficznym

Highlight: Wiązanie azotu atmosferycznego przez bakterie zachodzi tylko w warunkach beztlenowych.

Bakterie wykazują różne sposoby odżywiania:

1. Bakterie heterotroficzne:

   • Odżywiają się osmotroficznie
   • Wydzielają enzymy hydrolityczne rozkładające złożone związki
   • Wchłaniają produkty trawienia

   Typy bakterii heterotroficznych:

   • Pasożyty (np. bakterie z rodzaju Streptococcus)
   • Symbionty
   • Saprobionty (np. bakterie glebowe z rodzaju Bacillus)

2. Bakterie autotroficzne:

   • Fotoautotrofy - przeprowadzają fotosyntezę (np. sinice)
   • Chemoautotrofy - przeprowadzają chemosyntezę (np. bakterie z rodzaju Nitrobacter)

Example: Bakterie gram-dodatnie przykłady to m.in. bakterie z rodzaju Bacillus, które są saprobionami odżywiającymi się martwą materią organiczną.

Bakterie wykazują różne typy oddychania:

1. Bakterie tlenowe:

   • Przeprowadzają glikolizę, reakcję pomostową, cykl Krebsa i łańcuch oddechowy

2. Bakterie beztlenowe:

   • Przeprowadzają oddychanie beztlenowe i fermentację

Highlight: Bakterie gram-ujemne objawy mogą być związane z ich zdolnością do przeżycia w różnych warunkach tlenowych.

W niesprzyjających warunkach środowiska wiele bakterii tworzy formy przetrwalnikowe:

• Zmniejszają tempo metabolizmu
• Przechodzą w stan anabiozy (życia utajonego)
• Tworzą cysty poprzez odwodnienie i otoczenie grubą ścianą

Definition: Anabioza - stan życia utajonego, w którym organizm znacznie ogranicza swoje procesy życiowe.

Highlight: Tworzenie form przetrwalnikowych to ważna strategia przetrwania bakterii gram-dodatnich i gram-ujemnych.

Bakterie i archeowce to mikroorganizmy prokariotyczne powszechnie występujące na Ziemi. Nazywamy je kosmopolitycznymi ze względu na ich szerokie rozprzestrzenienie. Część gatunków, głównie archeowców, zamieszkuje środowiska ekstremalne jak gorące źródła czy pokrywy lodowe - nazywamy je ekstremofilami.

Highlight: Bakterie i archeowce występują powszechnie na kuli ziemskiej, w tym w ekstremalnych środowiskach.

Komórki bakterii przyjmują różnorodne kształty, które możemy podzielić na kilka głównych kategorii:

• Bakterie kuliste (ziarenkowce, dwoinki, gronkowce)
• Bakterie cylindryczne (pałeczki, laseczki)
• Bakterie spiralne (śrubowce, przecinkowce)
• Bakterie nieregularne (promieniowce, maczugowce)

Vocabulary: Ekstremofile - organizmy żyjące w ekstremalnych warunkach środowiskowych.