Bakterijos yra mikroskopiniai, dažniausiai vienaląsčiai organizmai, kuriems būdingas susiformavusio branduolio nebuvimas. Paplitęs visur: dirvožemyje, vandenyje, ore, gyvų ir negyvų organizmų kūnų viduje ir paviršiuje. Pirmą kartą aprašė A. Leeuwenhoekas. Bakterijų reikšmė didžiulė. Manoma, kad tai pirmieji organizmai, atsiradę Žemėje ir sudarę sąlygas tolesniam gyvybės vystymuisi. Jie dalyvauja medžiagų cikle gamtoje, formuojant derlingą dirvožemio sluoksnį (kai kurios dirvožemio bakterijos), palaiko anglies dvideginio balansą atmosferoje. Mazgelių bakterijos, praturtindamos dirvą azotu, prisideda prie žemės ūkio derliaus augimo. pasėlius Biotechnologijoje plačiai naudojamos pieno rūgšties bakterijos, acto rūgšties bakterijos ir kt. Puvimo bakterijos yra natūralios tvarkyklės. Tuo pačiu metu puvimo ir patogeninės bakterijos daro didelę žalą. Pirmieji sukelia maisto, pašarų ir kt. gedimą, antrieji – augalų ligas, gyvūnų ir žmonių infekcines ligas. Gyvūnų ir žmonių žarnyno floros (mikrofloros) bakterijos (o atrajotojų – skrandžio) dalyvauja normaliame šeimininkų maisto virškinime.
Bakterijų forma yra skirtinga: lazdelės formos (bacilos), sferinės (kokiai), vingiuotos (vibrios), spiralės formos (spirochetos) ir kt. Bacilos gali būti sujungtos grandinėmis (difterijos, vidurių šiltinės, tuberkuliozės sukėlėjai). Cocci taip pat gali atsirasti grandinėmis (streptokokai) arba sankaupomis (stafilokokai). Yra rūšių, susidedančių iš dviejų ląstelių (gonokokų), daugialąsčių (trichobakterijų, sieros bakterijų, geležies bakterijų).
Privalomos organelės yra: branduolinis aparatas, citoplazma, citoplazminė membrana.
Neprivalomi (smulkūs) struktūriniai elementai yra: ląstelės sienelė, kapsulė, sporos, pilis, žvyneliai.
Bakterijos ląstelės centre yra nukleoidas- branduolinis darinys, dažniausiai atstovaujamas viena žiedo formos chromosoma. Susideda iš dvigrandės DNR grandinės. Nukleoidas nėra atskirtas nuo citoplazmos branduoline membrana.
Citoplazma- sudėtinga koloidinė sistema, susidedanti iš įvairių metabolinės kilmės inkliuzų (volutino, glikogeno, granulozės ir kt.), ribosomų ir kitų baltymų sintezės sistemos elementų, plazmidžių (ekstranukleoidinės DNR), mezosomų (susidaro dėl invaginacijos). citoplazminė membrana patenka į citoplazmą, dalyvauja energijos apykaitoje, sporuliavime, tarpląstelinės pertvaros susidaryme dalijimosi metu).
Citoplazminė membrana riboja citoplazmą išorėje, turi trijų sluoksnių struktūrą ir atlieka daugybę svarbių funkcijų – barjerinį (sukuria ir palaiko osmosinį slėgį), energetinę (turi daug fermentų sistemų – kvėpavimo, redokso, vykdo elektronų pernešimą), transportavimą (pernešimą). įvairių medžiagų į ląstelę ir iš ląstelės).
Ląstelių sienelės- būdingas daugumai bakterijų (išskyrus mikoplazmas, acholeplazmas ir kai kuriuos kitus mikroorganizmus, kurie neturi tikrosios ląstelės sienelės). Jis atlieka daugybę funkcijų, visų pirma užtikrina mechaninę apsaugą ir pastovią ląstelių formą; bakterijų antigeninės savybės daugiausia susijusios su jos buvimu. Jis susideda iš dviejų pagrindinių sluoksnių, iš kurių išorinis yra labiau plastiškas, vidinis – standus.
Bakterijos dauginasi labai greitai (daug kas 20–30 minučių), dalijant ląstelę į dvi dalis. Esant tokiam dauginimosi greičiui, per 6 valandas iš vienos ląstelės gali susidaryti 250 tūkstančių bakterijų. Daugeliui bakterijų esant nepalankioms sąlygoms ląstelės turinys atskiriamas nuo membranos, sutankinamas ir padengiamas nauja membrana. Dėl to susidaro stabilios sporos, kurios gali atlaikyti ilgalaikį džiovinimą ir kaitinimą. 100 °C ir ypatingas aušinimas. Taigi juodligės sukėlėjo sporos yra gyvybingos 30–50 metų. Bakterijas ir jų sporas gali neštis vėjas, vanduo ir kitos priemonės. Kai kurios bakterijos yra nejudrios, o kitos turi žvynelius, leidžiančius joms judėti.
Vienos bakterijos gali augti ir daugintis tik esant deguoniui (aerobai), kitos – jo nesant (privalomi anaerobai), treti gali egzistuoti tiek esant, tiek nesant (fakultatyviniai anaerobai). Gerai žinomi fermentacijos ir skilimo procesai vyksta dalyvaujant anaerobinėms bakterijoms, kurios skaido atitinkamus angliavandenius ir baltymus. Bakterijų vykdomas negyvų augalų ir gyvūnų skilimas yra svarbiausia anglies, deguonies, azoto, sieros ir kitų elementų biogeocheminių ciklų bei medžiagų apykaitos visoje biosferoje grandis.
Atsižvelgiant į ląstelės sienelės struktūros tipą ir dažymą specialiu metodu, bakterijos skirstomos į gramneigiamas bakterijas, įskaitant cianobakterijas, ir gramteigiamas bakterijas, taip pat į archebakterijas ir mikoplazmas (bakterijas, kurios neturi ląstelės sienelės ir yra riboja tik plazminė membrana).
Sporuliacija yra tam tikrų rūšių bakterijų išsaugojimo būdas nepalankiomis aplinkos sąlygomis. Citoplazmoje susidaro endosporos, kurios yra mažo metabolinio aktyvumo ir didelio atsparumo (atsparumo) džiūvimui, cheminiams veiksniams, aukštai temperatūrai ir kitiems nepalankiems aplinkos veiksniams ląstelės. Didelis atsparumas siejamas su dideliu dipikolino rūgšties kalcio druskos kiekiu sporų apvalkale. Skirtingų mikroorganizmų sporų vieta ir dydis skiriasi. Pagrindinės „gyvenimo ciklo“ fazės yra sporosporuliacija (įskaitant parengiamąjį etapą, presporos stadiją, lukštų formavimąsi, brendimą ir ramybės būseną) ir dygimą, baigiant vegetatyvinės formos susidarymu. Sporuliacijos procesas yra nulemtas genetiškai.
Paprastai saprofitai nesukelia ligų, tačiau yra mikrobų, kurie veda saprofitinį gyvenimo būdą, tačiau vis dėlto turi patogeninių savybių žmonėms.
Bakterijų vaidmuo medžiagų cikle
1) Mineralizuojantys augalų ir gyvūnų liekanas, mikroorganizmai dalyvauja visų cheminių elementų, sudarančių gyvas ląsteles, apyvartoje.
2) Augalų ir gyvūnų biomasę skaido mikroorganizmai, galintys panaudoti celiuliozę, pentozes, krakmolą, ligniną, pektiną, galiausiai iki anglies dioksido ir vandens. Tada anglies dioksidą augalai naudoja fotosintezės metu.
3) Bakterijos dalyvauja azoto cikle. Mineralizacijos metu gyvūninės ir augalinės kilmės baltymams puvimo bakterijos gamina amoniaką, kurį nitrifikuojančios bakterijos oksiduoja į nitritus, o vėliau į nitratus. Tiek amonio druskos, tiek nitratai yra azoto šaltinis aukštesniems augalams, kurie sintetina savo kūno baltymus.
4) Bakterijos vykdo geležies ir mangano oksidaciją, kalcio druskų nusodinimą, metano ir vandenilio oksidaciją, uolienų naikinimą atliekomis ir kt. Visa tai leidžia laikyti bakterijų veiklą galingu geologiniu veiksniu. .