Organizmy prokariotyczne - Archeony i Bakterie

Archeony i bakterie to dwie główne grupy organizmów prokariotycznych, różniące się pewnymi cechami budowy i funkcjonowania.

Archeony - charakterystyka:

• DNA w chromosomie nawinięty na zasadowe białka histonowe
• Geny często zawierają odcinki niekodujące
• Lipidy błonowe z rozgałęzionymi kwasami tłuszczowymi połączonymi wiązaniami eterowymi
• Ściana komórkowa bez peptydoglikanów, z ochronną warstwą S zbudowaną z białek

Example: Archeony przykłady obejmują organizmy ekstremofilne żyjące w gorących źródłach $termofile$ lub środowiskach silnie zasolonych $halofile$.

Highlight: Znaczenie archeowców w przyrodzie jest wciąż badane, ale wiadomo, że niektóre gatunki występują w jelitach człowieka i zwierząt.

Bakterie - charakterystyka:

• DNA w chromosomie nawinięty na zasadowe białka niehistonowe
• Geny nie zawierają odcinków niekodujących
• Lipidy błonowe z prostymi kwasami tłuszczowymi połączonymi wiązaniami estrowymi
• Ściana komórkowa zbudowana głównie z peptydoglikanu $mureiny$

Definition: Archeony ściana komórkowa różni się od bakteryjnej brakiem peptydoglikanów i obecnością charakterystycznej warstwy S.

Kształty bakterii i przykłady:

1. Bakterie kuliste $ziarenkowce, dwoinki, gronkowce$
2. Bakterie cylindryczne $pałeczki, laseczki$
3. Bakterie spiralne $krętki, śrubowce$
4. Bakterie nieregularne $promieniowce, maczugowce, prątki$

Vocabulary: Nazwy bakterii przykłady często odzwierciedlają ich kształt lub charakterystyczne cechy, np. gronkowce $Staphylococcus$ czy pałeczki okrężnicy $Escherichia coli$.

Rozmnażanie bakterii i choroby bakteryjne

Bakterie rozmnażają się wyłącznie bezpłciowo przez podział komórki. W optymalnych warunkach środowiska podział komórki bakteryjnej może zachodzić co 20-30 minut.

Czynności życiowe bakterii obejmują również procesy płciowe, które nie prowadzą do zwiększenia liczby komórek, ale zapewniają rekombinację materiału genetycznego:

1. Transformacja - pobieranie wolnego DNA z podłoża
2. Transdukcja - przekazywanie fragmentów DNA między komórkami za pośrednictwem bakteriofagów
3. Koniugacja - bezpośrednie przekazywanie DNA między dwiema komórkami bakterii

Highlight: Biotechnologia tradycyjna w przemyśle farmaceutycznym wykorzystuje zdolności bakterii do szybkiego namnażania się i produkcji różnych substancji, np. antybiotyków.

Negatywne znaczenie bakterii przejawia się w ich chorobotwórczości. Oto przykłady chorób bakteryjnych człowieka:

1. Gruźlica - wywoływana przez prątek gruźlicy $Mycobacterium tuberculosis$
2. Tężec - powodowany przez laseczkę tężca $Clostridium tetani$
3. Borelioza - przenoszona przez kleszcze zakażone krętkiem Borrelia burgdorferi
4. Salmonelloza - wywoływana przez pałeczki z rodzaju Salmonella
5. Kiła - powodowana przez krętek blady $Treponema pallidum$
6. Rzeżączka - wywoływana przez dwoinki rzeżączki $Neisseria gonorrhoeae$

Example: Kotewka orzech wodny to jednoroczna roślina wodna, która nie ma bezpośredniego związku z bakteriami, ale jest przykładem organizmu przystosowanego do życia w środowisku wodnym, podobnie jak niektóre bakterie.

Profilaktyka chorób bakteryjnych obejmuje szczepienia ochronne, przestrzeganie zasad higieny, unikanie ryzykownych zachowań oraz stosowanie odpowiednich środków ochrony osobistej.

Choroby bakteryjne człowieka

Bakterie mogą wywoływać różne choroby u ludzi. Oto kilka przykładów:

1. Gruźlica: wywoływana przez prątek gruźlicy $Mycobacterium tuberculosis$
2. Tężec: wywoływany przez laseczkę tężca $Clostridium tetani$
3. Borelioza: wywoływana przez Borrelia burgdorferi
4. Salmonelloza: wywoływana przez pałeczki z rodzaju Salmonella
5. Kiła: wywoływana przez krętka bladego $Treponema pallidum$
6. Rzeżączka: wywoływana przez dwoinki rzeżączki $Neisseria gonorrhoeae$

Każda z tych chorób ma specyficzną drogę zakażenia i wymaga odpowiedniej profilaktyki. Na przykład:

Example: Profilaktyka boreliozy obejmuje stosowanie preparatów odstraszających kleszcze, noszenie odzieży ochronnej i szczepienia ochronne.

Znajomość czynników zakaźnych, dróg zakażenia i metod profilaktyki jest kluczowa dla skutecznego zapobiegania i leczenia chorób bakteryjnych.

Zdolność bakterii do wiązania azotu atmosferycznego

Wiązanie azotu atmosferycznego przez bakterie to kluczowy proces w obiegu azotu w przyrodzie. Azot, jako pierwiastek biogenny, jest niezbędny do życia wszystkich organizmów. Powietrze zawiera 78,08% azotu cząsteczkowego, który może być wiązany przez niektóre bakterie w warunkach beztlenowych.

Highlight: Obieg azotu w przyrodzie jest możliwy dzięki bakteriom wiążącym azot atmosferyczny, które przekształcają go w związki organiczne dostępne dla innych organizmów.

Bakterie posiadają różne zdolności adaptacyjne, w tym:

1. Stan anabiozy - zmniejszenie tempa metabolizmu w niesprzyjających warunkach środowiska poprzez wytwarzanie form przetrwalnikowych $cysty, endospory$.
2. Ruch - możliwy dzięki rzęskom.
3. Taksje - kierunkowe ruchy komórek w odpowiedzi na bodźce zewnętrzne $chemotaksja, fototaksja, termotaksja$.

Vocabulary: Nitrogenaza to enzym odpowiedzialny za zdolność wiązania i redukcji azotu atmosferycznego przez bakterie.

Znaczenie bakterii w przyrodzie jest ogromne i obejmuje:

• Udział w rozkładzie martwej materii organicznej
• Nitryfikację
• Oczyszczanie ścieków
• Wiązanie azotu atmosferycznego
• Źródło pokarmu dla innych organizmów
• Udział w procesach trawiennych zwierząt
• Wytwarzanie witamin

Example: Bakterie z rodzaju Rhizobium żyją w symbiozie z korzeniami roślin motylkowych, co umożliwia im wiązanie azotu atmosferycznego i wzbogacanie gleby w związki azotowe.

Biotechnologia tradycyjna w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym wykorzystuje bakterie do produkcji różnych substancji. Jednakże, niektóre bakterie mogą być również chorobotwórcze, co stanowi negatywne znaczenie bakterii dla człowieka.