Bakterijos yra patys mažiausi, seniausi mikroorganizmai, nematomi plika akimi. Tik po mikroskopu galima pamatyti jų struktūrą, išvaizdą ir sąveiką tarpusavyje. Pirmieji mikroorganizmai turėjo primityvią struktūrą, jie vystėsi, mutavo, kūrė kolonijas, prisitaikė prie besikeičiančios aplinkos. keičiasi viena su kita aminorūgštimis, kurios būtinos augimui ir vystymuisi.
Bakterijų rūšys
Mokykliniuose biologijos vadovėliuose yra įvairių tipų bakterijų, kurios skiriasi forma:
- Cocci yra sferiniai organizmai, kurie skiriasi tarpusavio išsidėstymu. Žiūrint mikroskopu, pastebima, kad streptokokai yra rutuliukų grandinė, diplokokai gyvena poromis, stafilokokai yra savavališkos formos sankaupos. Nemažai kokų, patekę į žmogaus organizmą, sukelia įvairius uždegiminius procesus (gonokokai, stafilokokai, streptokokai). Ne visi žmogaus organizme gyvenantys kokai yra patogeniški. Sąlygiškai patogeniškos rūšys dalyvauja formuojant organizmo apsaugą nuo išorinių poveikių ir yra saugios, jei laikomasi floros pusiausvyros.
- Strypo formos skiriasi forma, dydžiu ir gebėjimu formuotis sporomis. Sporas formuojančios rūšys vadinamos bacilomis. Baciloms priklauso: stabligės bacila, juodligės bacila. Sporos yra mikroorganizmų viduje esantys dariniai. Sporos nejautrios cheminiam apdorojimui, jų atsparumas išoriniam poveikiui yra raktas į rūšies išsaugojimą. Yra žinoma, kad sporos sunaikinamos aukštoje temperatūroje (virš 120ºС).
Lazdelės formos mikrobų formos:
- su smailiais poliais, kaip ir Fusobacterium, kuri yra normalios viršutinių kvėpavimo takų mikrofloros dalis;
- su sustorėjusiais poliais, panašiais į makštį, kaip ir Corynebacterium - difterijos sukėlėjas;
- su užapvalintais galais, pvz., Escherichia coli, kuri yra būtina virškinimo procesui;
- tiesiais galais, kaip juodligė.
Gramas (+) ir gramas (-)
Danų mikrobiologas Hansas Gramas daugiau nei prieš 100 metų atliko eksperimentą, po kurio visos bakterijos buvo pradėtos skirstyti į gramteigiamus ir gramneigiamus. Gramteigiami organizmai sukuria ilgalaikį stabilų ryšį su dažančia medžiaga, kurią sustiprina jodo poveikis. Gramneigiami, priešingai, nėra jautrūs dažams, jų apvalkalas yra tvirtai apsaugotas.
Tarp gramneigiamų mikrobų yra chlamidijos, riketsijos, gramteigiamų – stafilokokai, streptokokai, korinebakterijos.
Šiandien medicinoje plačiai naudojamas gramų (+) ir gramų (-) bakterijų testas. yra vienas iš gleivinių tyrimo metodų, siekiant nustatyti mikrofloros sudėtį.
Aerobinis ir anaerobinis
Kaip gyvena bakterijos
Biologai bakterijas apibrėžia atskiroje karalystėje, jos skiriasi nuo kitų gyvų būtybių. Tai vienaląstis organizmas, kurio viduje nėra branduolio. Jų forma gali būti rutulio, kūgio, pagaliuko, spiralės formos. Prokariotai judėjimui naudoja žvynelius.
Bioplėvelė yra mikroorganizmų miestas, jis išgyvena keletą formavimosi etapų:
- Adhezija arba sorbcija – tai mikroorganizmo prisitvirtinimas prie paviršiaus. Paprastai plėvelės susidaro dviejų terpių sąsajoje: skysčio ir oro, skysčio ir skysčio. Pradinis žingsnis yra grįžtamasis ir galima išvengti plėvelės susidarymo.
- Fiksavimas – bakterijos išskiria polimerus, užtikrindamos jų tvirtą fiksaciją, sudaro tvirtumo ir apsaugos matricą.
- Brendimas – mikrobai susilieja, keičiasi maistinėmis medžiagomis, susidaro mikrokolonijos.
- Augimo stadija – vyksta bakterijų kaupimasis, jų susiliejimas, pasislinkimas. Mikroorganizmų skaičius yra nuo 5 iki 35%, likusią erdvę užima tarpląstelinė matrica.
- Dispersija – nuo plėvelės periodiškai atsiskiria mikroorganizmai, kurie prisitvirtina prie kitų paviršių ir sudaro bioplėvelę.
Bioplėvelėje vykstantys procesai skiriasi nuo to, kas vyksta su mikrobu, kuris nėra neatsiejama kolonijos dalis. Kolonijos yra stabilios, mikrobai organizuoja vieną elgsenos reakcijų sistemą, lemiančią narių sąveiką matricos viduje ir už plėvelės ribų. Žmogaus gleivinėse gyvena daug mikroorganizmų, kurie gamina gelį apsaugai ir užtikrina organų funkcionavimo stabilumą. Pavyzdys yra skrandžio gleivinė. Yra žinoma, kad Helicobacter pylori, kuri laikoma skrandžio opos priežastimi, yra daugiau nei 80% tirtų žmonių, tačiau ne visi suserga pepsine opa. Manoma, kad Helicobacter pylori, būdamos kolonijos nariai, dalyvauja virškinime. Jų gebėjimas pakenkti pasireiškia tik susidarius tam tikroms sąlygoms.
Bakterijų sąveika bioplėvelėse vis dar menkai suprantama. Tačiau jau šiandien kai kurie mikrobai tapo žmogaus pagalbininkais atliekant restauravimo darbus, didinančiais dangų stiprumą. Europoje dezinfekcinių priemonių gamintojai siūlo paviršius apdoroti bakteriniais tirpalais, kuriuose yra saugių mikroorganizmų, neleidžiančių vystytis patogeninei florai. Bakterijos naudojamos polimeriniams junginiams kurti, o ateityje taip pat gamins elektrą.
Žmogaus organizme yra daugybė bakterijų rūšių, tarp kurių išsiskiria naudingos, patogeniškos ir sąlyginai patogeniškos formos. Apsvarstykite mikrobų vystymosi ypatybes, jų sukeliamas ligas ir patogenų užkrėtimo būdus.
Yra nuomonė, kad bakterijų skaičius žmogaus organizme 10 kartų viršija jo paties ląstelių tūrį. Tačiau naujausi tyrimai suabejojo šiuo skaičiumi. Pagal naujas medžiagas jis svyruoja nuo 1,5 iki 2. Iš viso yra apie 10 tūkstančių rūšių bakterijų, kurios prisitaikė gyventi įvairiomis sąlygomis.
Į žmogaus organizmą jie patenka iš aplinkos, kurioje gali išsilaikyti ilgą laiką. Patogeninės formos yra ligų, kurios pasireiškia įvairaus intensyvumo ir pavojingumo laipsniu, sukėlėjai. Tai gali būti lengvas odos bėrimas arba rimta infekcinė apraiška, kelianti grėsmę paciento gyvybei.
Bakterijos pasirodė Žemėje maždaug prieš 3,5 milijardo metų. Jų struktūra šiek tiek skiriasi nuo šiuolaikinių rūšių. Visos bakterijos yra prokariotai, o tai reiškia, kad jų ląstelėje nėra branduolio. Išorėje juos supa ląstelės sienelė, kuri išlaiko mikroorganizmo formą. Kai kurios rūšys gali gaminti gleives, kurios atrodo kaip kapsulė ir apsaugo mikrobą nuo išdžiūvimo. Yra formų, kurios gali aktyviai judėti specialių žvynelių pagalba.
Vidinė bakterijų struktūra yra gana paprasta. Ląstelėje yra pagrindiniai intarpai:
- citoplazma, kurios 75% sudaro vanduo, o likę 25% yra mineralai;
- granulės, kurios yra organizmo energijos šaltinis;
- mezosomos, reikalingos ląstelių dalijimuisi ir sporuliacijai;
- nukleoidas, turintis genetinę informaciją ir veikiantis kaip branduolys;
- ribosomos, dalyvaujančios baltymų sintezėje;
- plazmidės.
Bakterijų ląstelės gali būti sferinės, lazdelės, vingiuotos arba klubo formos. Jie gali būti išdėstyti pavieniui arba grupėmis. Šiuo atveju išskiriami diplokokai (poromis), streptokokai (grandelių pavidalu), stafilokokai (vynuogių pavidalu) ir sarkinai (įdėjimas į pakuotę). Kai kurios lazdelės formos bakterijos, veikiamos nepalankiomis sąlygomis, formuoja sporas. Tokios rūšys vadinamos bacilomis.
Visi mikroorganizmai dauginasi dalijant ląstelę į dvi dalis. Be to, gyventojų skaičiaus padidėjimas gali siekti 20 minučių. Toks didelis reprodukcijos greitis stebimas ant maisto produktų ir kitų maistinių medžiagų substratų.
Naudingos bakterijos, gyvenančios žmogaus organizme
Pagrindiniai naudingos mikrofloros atstovai yra šie:
- Bifidobakterijos. Jie daugiausia gyvena storojoje žarnoje, kur dalyvauja suaktyvinant parietalinį virškinimą. Gyvenimo procese jie sudaro natūralų biologinį barjerą, kuris neleidžia prasiskverbti patogenams ir toksinams. Be to, jie gamina specialias rūgštis, kurios slopina patogeninių ir oportunistinių formų dauginimąsi. Nedalyvaujant bifidobakterijoms, nevyksta B ir K vitaminų sintezė, taip pat geležies ir kalcio pasisavinimas.
- Laktobacilos gyvybės procese formuoja laktazę, kuri skaido pieno cukrų. Dėl pieno rūgšties gamybos jie palaiko reikiamą rūgštingumo lygį žarnyne, taip pat pagreitina pažeistų virškinamojo trakto sričių gijimą. Analogiškai su bifidobakterijomis, jos stimuliuoja imuninę sistemą, aktyvindamos fagocitozės procesą.
Šie mikrobai saugo virškinamąjį traktą, saugo jį nuo nenaudingų mikroorganizmų, kurie gali nusėsti skrandyje ir pabloginti žmogaus būklę.
Normalioje žmogaus mikrofloroje turi būti abiejų tipų mikroorganizmų. Be to, bifidobakterijų skaičius gali sudaryti iki 95% visos organizmo biocenozės, o laktobacilų - tik 5%. Šiuo atveju pastarieji daugiausia gyvena makštyje ir burnos ertmėje.
Bifido- ir laktobacilos yra dalis preparatų, naudojamų žmogaus mikroflorai normalizuoti. Jie vadinami probiotikais, o be šių mikroorganizmų yra propiono rūgšties rūšių, termofilinių streptokokų ir laktokokų. Kombinuoti vaistai dažnai skiriami disbakteriozei, gydymui antibiotikais, taip pat bet kokioms helmintų invazijai.
Norint išlaikyti optimalų naudingųjų bakterijų kiekį, reikia valgyti tam tikrą maistą. Jie turėtų būti sudaryti iš komponentų, kurie nėra virškinami viršutinėje žarnoje, taip skatinant naudingų mikrobų dauginimąsi. Tokie produktai yra žalios daržovės, pieno produktai, sėlenos, grūdai, uogos, džiovinti vaisiai.
Patogeninės korinebakterijų formos
Corynebacterium genties mikroorganizmai yra gramteigiamos bakterijos, turinčios lazdelės formos kūną. Dauguma atstovų gyvena gamtoje ir nekelia pavojaus žmonių sveikatai. Tačiau kelios rūšys yra rimtų ligų, kurias reikia gydyti stacionariai, sukėlėjai.
Corynebacterium diphtheriae yra šiek tiek išlenktos lazdelės, kurių vienoje ląstelės pusėje yra sustorėjimas. Jų dydis svyruoja nuo 0,1 iki 8 mikronų. Kaip rodo pavadinimas, bakterija yra difterijos priežastis. Ligos simptomai priklauso nuo patogeno vietos. Tai gali būti burnos ertmė, nosis, gerklos, trachėja, bronchai, lytiniai organai, oda. Žmogaus kūno apsinuodijimas įvyksta dėl to, kad bakterijos, vadinamos egzotoksinu, išskiria specialią medžiagą. Jo kaupimasis sukelia karščiavimą, karščiavimą, galvos skausmą, pykinimą, diskomfortą gerklėje, limfmazgių padidėjimą.
Kita Corynebacterium minutissimum rūšis provokuoja dermatologinių ligų vystymąsi. Viena iš jų – eritrazma, kuri pasireiškia tik suaugusiems. Jis pasireiškia bėrimais odos raukšlių paviršiuje: kirkšninėje-skrotalinėje, tarp sėdmenų, kartais tarppirštinėse zonose. Pažeidimai yra rudos, neuždegusios struktūros dėmės, kurios gali būti lengvo niežėjimo priežastis. Bakterija gerai išgyvena ant namų apyvokos daiktų, įskaitant telefonus ir planšetinius kompiuterius.
Korinebakterijos taip pat yra normalios žmogaus storosios žarnos mikrofloros dalis. Nepatogeninės formos aktyviai naudojamos pramonėje aminorūgščių, fermentų ir sūrių gamyboje. Corynebacterium glutamicum naudojama gaminant glutamo rūgštį, kuri žinoma kaip maisto priedas E620.
Streptomicetai, jų reikšmė žmogui
Streptomyces genčiai priklauso sporas formuojančios rūšys, kurios daugiausia gyvena dirvožemyje. Jie sudaro ląstelių grandines ir savo forma primena grybelių grybieną. Gyvybės procese išsiskiria ypatingos lakios medžiagos, kurios suteikia žemei būdingą drėgmės kvapą. Būtina streptomicetų egzistavimo sąlyga yra molekulinio deguonies buvimas.
Daugelis rūšių gali gaminti vertingas vaistines medžiagas, priklausančias antibiotikų grupei (streptomicinas, eritromicinas). Ankstesniais laikotarpiais streptomicetai buvo naudojami gaminti:
- Fizostigminas, naudojamas kaip analgetikas nuo padidėjusio akispūdžio;
- Takrolimuzas, būtinas profilaktikai inkstų, kepenų ir kaulų čiulpų transplantacijos metu;
- Allosamidinas, aktyvus prieš vabzdžius ir grybelius.
Streptomyces bikiniensis yra patogeninė forma, provokuojanti bakteriemijos vystymąsi. Sergant šia liga, bakterijos patenka į kraują ir gali plisti visame kūne.
Helicobacter pylori kaip kenksminga bakterija
Helicobacter pylori turi iki 3 mikronų dydžio spiralės formos ląstelę. Jis gali aktyviai judėti net ir tirštuose gleivėse, padedamas žvynelių. Bakterija pažeidžia įvairias skrandžio ir dvylikapirštės žarnos dalis, sukeldama helicobacter pylori ligą. Tokio tipo mikrobai labai dažnai tampa opų ir gastrito priežastimi.
Helicobacter fiksuojama ant skrandžio gleivinės paviršiaus, ją pažeidžiant ir provokuojant uždegiminio proceso vystymąsi. Užsikrėtimas bakterija pasireiškia pasikartojančiu stipriu skrandžio skausmu, kuris atslūgsta pavalgius. Rėmuo, pykinimas, vėmimas, prastas mėsos patiekalų virškinamumas taip pat yra ligos simptomai.
Yra nuomonė, kad Helicobacter pylori yra normalios žmogaus mikrofloros dalis, o patologinė būklė atsiranda didėjant jos skaičiui. Tuo pačiu metu žmonių skrandyje gyvena apie 50 šios bakterijos atmainų, iš kurių tik 5 kelia pavojų sveikatai. Paskyrus antibiotikus, sunaikinami visi mikroorganizmo individai, įskaitant nekenksmingus.
Escherichia coli kaip natūralios žmogaus mikrofloros atstovas
E. coli – tai lazdelės formos bakterijos, kurios atlieka svarbų vaidmenį virškinimo trakto veikloje. Jie ilgą laiką gali egzistuoti aplinkoje, įskaitant dirvožemį, vandenį ir išmatas. Virinant ir veikiant chloro tirpalams, mikroorganizmai greitai žūva. Bakterijos aktyviai dauginasi ant maisto produktų, ypač piene.
Escherichia coli gali sugerti deguonį iš žarnyno spindžio, taip apsaugodama naudingas laktobakterijas ir bifidobakterijas nuo sunaikinimo. Be to, jis dalyvauja B grupės vitaminų, riebalų rūgščių gamyboje, taip pat turi įtakos geležies ir kalcio pasisavinimui žarnyne. Paprastai bakterijų kiekis žmogaus išmatose turi būti ne didesnis kaip 108 KSV / g. Šio rodiklio viršijimas rodo disbakteriozės vystymąsi uždegiminio proceso organizme fone.
Patogeninės formos gali sukelti infekcines virškinamojo trakto ligas, kurias lydi intoksikacija ir karščiavimas. Enteropatogeninės Escherichia coli padermės išsivysto naujagimių plonojoje žarnoje ir sukelia sunkų viduriavimą. Moterims, jei nesilaikoma intymios higienos, bakterijos gali patekti į urogenitalinius organus, provokuodamos bakteriurijos vystymąsi.
Pavojinga bakterija Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus priklauso nejudriems sferiniams Staphylococcus genties mikrobams. Ląstelės gali būti pavienės, poromis arba grupėmis. Dėl karotinoidų grupės pigmentų kiekio bakterija turi auksinę spalvą, kuri pastebima tiriant mikroskopu. Staphylococcus aureus pasižymi padidėjusiu atsparumu aukštai temperatūrai, šviesai ir cheminėms medžiagoms.
Mikroorganizmas yra pūlingų-uždegiminių židinių atsiradimo žmonėms priežastis. Pagrindinės patogeno lokalizacijos sritys yra nosies takai ir pažastys. Tačiau gerklų ir virškinamojo trakto pažeidimo atvejai nėra reti. Bakterija plačiai paplitusi medicinos įstaigose. Apie 30% pacientų po hospitalizacijos yra Staphylococcus aureus nešiotojai.
Pagrindiniai patogeno infekcijos simptomai yra karščiavimas, vangumas, pykinimas ir apetito stoka. Pažeidus odą, susidaro mažos pūslelės, primenančios nudegimus, kurios ilgainiui virsta atviromis žaizdomis. Ligos sukėlėjui plintant kvėpavimo takuose gali išsivystyti rinitas, tonzilitas, faringitas, plaučių uždegimas. Dažnas ir skausmingas šlapinimasis bei nugaros skausmai rodo auksinio stafilokoko lokalizaciją šlaplėje.
Pseudomonas aeruginosa yra viena iš patogeninių bakterijų rūšių
Bakterija priklauso mobiliems žiuželiniams mikroorganizmams, pagrindinė jos buveinė yra dirvožemis ir vanduo. Gyvenimo procese maisto aplinką nuspalvina melsvai žalia spalva, dėl to ir atsirado jo pavadinimas. Jis yra labai atsparus antibiotikams.
Pseudomonas aeruginosa yra pavojingas žmonėms su susilpnėjusiu imunitetu ir dažniausiai yra hospitalinė infekcija. Užsikrėsti galima per namų apyvokos daiktus, rankšluosčius, neapdorotus medicinos instrumentus. Padidėjęs mikroorganizmų kaupimasis pastebimas žaizdos paviršiuje ir pūlingų odos vietų gilumoje.
Pseudomonas aeruginosa gali išsivystyti šiais atvejais:
- ENT organai ir būti kartu su otitu, sinusitu;
- šlapimo takai su uretrito, cistito atsiradimu;
- minkštieji audiniai;
- žarnynas, sukeliantis disbakteriozę, enteritą, kolitą.
Bakterijos kartu su virusais yra daugelio ligų, kurios ne visada pagydomos, sukėlėjai. Dėl rūšių įvairovės ir greito jų prisitaikymo prie medicininių vaistų poveikio mikrobai kelia rimtą grėsmę žmonių sveikatai. Tačiau daugeliu atvejų užsikrėtimo galima išvengti, jei laikysitės asmeninės higienos taisyklių ir stiprinsite imuninę sistemą.
Jie mus supa visur. Daugelis jų yra labai reikalingi ir naudingi žmogui, o daugelis, atvirkščiai, sukelia baisias ligas.
Ar žinote, kokiomis formomis atsiranda bakterijos? Ir kaip jie dauginasi? Ir ką jie valgo? Ar tu nori žinoti?
.site) padės rasti šiame straipsnyje.
Bakterijų formos ir dydžiai
Dauguma bakterijų yra vienaląsčiai organizmai. Jie skiriasi įvairiomis formomis. Bakterijoms suteikiami pavadinimai pagal jų formą. Pavyzdžiui, apvalios formos bakterijos vadinamos kokais (visi žinomi streptokokai ir stafilokokai), lazdelės formos bakterijos vadinamos bacilomis, pseudomonadais arba klostridijomis (iš garsiųjų šios formos bakterijų priskiriamos garsiosios tuberkuliozės bacila arba Kocho lazdelė). Bakterijos gali būti spiralės formos, tada jų pavadinimai spirochetos, vibrilai arba spirilla. Ne taip dažnai, bet yra žvaigždžių, skirtingų daugiakampių ar kitų geometrinių formų pavidalo bakterijų.Bakterijos visai nėra didelės, jų dydis svyruoja nuo pusės iki penkių mikrometrų. Didžiausios bakterijos dydis yra septyni šimtai penkiasdešimt mikrometrų. Po nanobakterijų atradimo paaiškėjo, kad jų dydis yra daug mažesnis nei anksčiau įsivaizdavo mokslininkai. Tačiau iki šiol nanobakterijos nebuvo gerai ištirtos. Kai kurie mokslininkai netgi abejoja jų egzistavimu.
Agregatai ir daugialąsčiai organizmai
Bakterijos gali prisijungti viena prie kitos gleivių pagalba, sudarydamos ląstelių agregatus. Kartu kiekviena atskira bakterija yra savarankiškas organizmas, kurio gyvybinė veikla niekaip nepriklauso nuo prie jos prisirišusių artimųjų. Kartais atsitinka taip, kad bakterijos sulimpa, kad atliktų kokią nors bendrą funkciją. Kai kurios gijinės formos bakterijos taip pat gali sudaryti daugialąsčius organizmus.Kaip jie juda?
Yra bakterijų, kurios pačios negali judėti, tačiau yra ir tokių, kuriose įrengti specialūs judėjimo prietaisai. Kai kurios bakterijos juda su žvyneliais, o kitos gali slysti. Kaip bakterijos slysta, dar nėra visiškai suprantama. Manoma, kad bakterijos išskiria specialias gleives, kurios palengvina slydimą. Ir tada atsiranda bakterijų, kurios gali „nerti“. Norėdamas nusileisti į bet kokios skystos terpės gylį, toks mikroorganizmas gali pakeisti savo tankį. Kad bakterija pradėtų judėti bet kuria kryptimi, ji turi būti sudirgusi.Mityba
Yra bakterijų, kurios gali maitintis tik organiniais junginiais, ir yra tokių, kurios neorganines gali perdirbti į organines ir tik tada panaudoti savo reikmėms. Bakterijos energiją gauna trimis būdais: kvėpuodami, fermentuodami arba fotosintezės būdu.dauginimasis
Kalbant apie bakterijų dauginimąsi, galime pasakyti, kad jis taip pat nesiskiria vienodumu. Yra bakterijų, kurios nesiskirsto į lytis ir dauginasi paprasto dalijimosi ar pumpuravimo būdu. Kai kurios cianobakterijos turi galimybę daugybiškai dalytis, tai yra, vienu metu jos gali gaminti iki tūkstančio „naujagimių“ bakterijų. Taip pat yra bakterijų, kurios dauginasi lytiškai. Žinoma, jie visi tai daro labai primityviai. Tačiau tuo pačiu metu dvi bakterijos perduoda savo genetinius duomenis į naują ląstelę – tai pagrindinis lytinio dauginimosi bruožas.Bakterijos, žinoma, nusipelno jūsų dėmesio ne tik todėl, kad jos sukelia daugybę ligų. Šie mikroorganizmai buvo pirmieji gyvi daiktai, apsigyvenę mūsų planetoje. Bakterijų istorija Žemėje siekia beveik keturis milijardus metų! Cianobakterijos yra seniausios iš šiandien egzistuojančių, jos atsirado prieš tris su puse milijardo metų.
Naudingas bakterijų savybes galite pajusti jums sukūrusių Tianshi Corporation specialistų dėka
BAKTERIJOS
plati vienaląsčių mikroorganizmų grupė, kuriai būdingas membrana apsupto ląstelės branduolio nebuvimas. Tuo pačiu metu bakterijos genetinė medžiaga (dezoksiribonukleino rūgštis arba DNR) ląstelėje užima labai specifinę vietą – zoną, vadinamą nukleoidu. Tokios ląstelės sandaros organizmai vadinami prokariotais („ikibranduoliniais“), priešingai nei visi kiti – eukariotais („tikrieji branduoliniai“), kurių DNR yra branduolyje, apsuptame apvalkalo. Bakterijos, kažkada laikytos mikroskopiniais augalais, dabar kartu su augalais, gyvūnais, grybais ir protistais klasifikuojamos kaip atskira karalystė – Monera, viena iš penkių dabartinės klasifikacijos sistemos.
iškastinių įrodymų. Bakterijos yra bene seniausia žinoma organizmų grupė. Sluoksniuotos akmens konstrukcijos – stromatolitai – kai kuriais atvejais datuojami archeozojaus (archėjos) pradžia, t.y. kad atsirado prieš 3,5 milijardo metų – bakterijų gyvybinės veiklos, dažniausiai fotosintetinių, vadinamųjų, rezultatas. melsvadumbliai. Panašios struktūros (bakterinės plėvelės, impregnuotos karbonatais) susidaro ir dabar, daugiausia prie Australijos krantų, Bahamų salose, Kalifornijos ir Persijos įlankose, tačiau jos yra gana retos ir nepasiekia didelių dydžių, nes žolėdžiai organizmai, tokie kaip pilvakojai, maitinasi jais. Šiandien stromatolitai auga daugiausia ten, kur šių gyvūnų nėra dėl didelio vandens druskingumo ar dėl kitų priežasčių, tačiau prieš evoliucijos eigoje pasirodant žolėdžių formoms, jie gali pasiekti milžiniškus dydžius, sudarydami esminį okeaninio sekliojo vandens elementą. , panašus į šiuolaikinius koralinius rifus. Kai kuriose senovinėse uolienose buvo aptiktos mažytės apanglėjusios sferos, kurios taip pat laikomos bakterijų liekanomis. Pirmoji branduolinė, t.y. eukariotų, ląstelės išsivystė iš bakterijų maždaug prieš 1,4 mlrd.
Ekologija. Daug bakterijų yra dirvožemyje, ežerų ir vandenynų dugne – visur, kur kaupiasi organinės medžiagos. Jie gyvena šaltyje, kai termometro stulpelis šiek tiek viršija nulį, ir karštuose rūgščių šaltiniuose, kurių temperatūra viršija 90 ° C. Kai kurios bakterijos toleruoja labai didelį aplinkos druskingumą; visų pirma, jie yra vieninteliai Negyvojoje jūroje aptinkami organizmai. Atmosferoje jų yra vandens lašeliuose, o jų gausa ten dažniausiai koreliuoja su oro dulkėtumu. Taigi miestuose lietaus vandenyje bakterijų yra daug daugiau nei kaimo vietovėse. Šaltame aukštumų ir poliarinių regionų ore jų yra nedaug, tačiau jie aptinkami net apatiniame stratosferos sluoksnyje 8 km aukštyje. Gyvūnų virškinamasis traktas yra tankiai apgyvendintas bakterijų (dažniausiai nekenksmingų). Eksperimentai parodė, kad daugumos rūšių gyvybei jie nėra būtini, nors gali susintetinti kai kuriuos vitaminus. Tačiau atrajotojams (karvėms, antilopėms, avims) ir daugeliui termitų jie dalyvauja virškinant augalinį maistą. Be to, steriliomis sąlygomis auginamo gyvūno imuninė sistema normaliai nesivysto, nes trūksta stimuliacijos bakterijomis. Normali žarnyno bakterinė „flora“ svarbi ir ten patekusių kenksmingų mikroorganizmų slopinimui.
BAKTERIJŲ STRUKTŪRA IR GYVENIMAS
Bakterijos yra daug mažesnės nei daugialąsčių augalų ir gyvūnų ląstelės. Jų storis dažniausiai būna 0,5-2,0 mikronų, o ilgis – 1,0-8,0 mikronų. Kai kurias formas vos galima pamatyti naudojant standartinių šviesos mikroskopų skiriamąją gebą (apie 0,3 mikrono), tačiau yra ir ilgesnių nei 10 mikronų rūšių, kurių plotis taip pat viršija šias ribas, o daugybė labai plonų bakterijų gali viršyti 50 mikronų. ilgio. Ant paviršiaus, atitinkančio pieštuku nustatytą tašką, tilps ketvirtis milijono vidutinio dydžio šios karalystės atstovų.
Struktūra. Pagal morfologijos ypatumus išskiriamos šios bakterijų grupės: kokos (daugiau ar mažiau sferinės), bacilos (lazdelės ar cilindrai suapvalintais galais), spirilės (standžios spiralės) ir spirochetos (plonos ir lanksčios, panašios į plauką formos). Kai kurie autoriai yra linkę sujungti paskutines dvi grupes į vieną – spirilę. Prokariotai nuo eukariotų skiriasi daugiausia tuo, kad nėra gerai susiformavusio branduolio, o įprastu atveju yra tik viena chromosoma – labai ilga žiedinė DNR molekulė, viename taške pritvirtinta prie ląstelės membranos. Prokariotams taip pat trūksta su membranomis susietų viduląstelinių organelių, vadinamų mitochondrijomis ir chloroplastais. Eukariotuose mitochondrijos gamina energiją kvėpuojant, o fotosintezė vyksta chloroplastuose (taip pat žr. LĄSTELĖ). Prokariotuose visa ląstelė (ir, visų pirma, ląstelės membrana) atlieka mitochondrijos funkciją, o fotosintezės formose – chloroplastas. Kaip ir eukariotai, taip ir bakterijos viduje yra nedidelės nukleoproteininės struktūros – baltymų sintezei būtinos ribosomos, tačiau jos nesusijusios su jokiomis membranomis. Išskyrus labai retas išimtis, bakterijos negali sintetinti sterolių, esminių eukariotinių ląstelių membranų komponentų. Už ląstelės membranos ribų dauguma bakterijų yra išklotos ląstelės sienele, šiek tiek primenančia augalų ląstelių celiuliozės sienelę, tačiau susidedančia iš kitų polimerų (jų sudėtyje yra ne tik angliavandenių, bet ir amino rūgščių bei bakterijoms būdingų medžiagų). Šis apvalkalas neleidžia bakterinei ląstelei sprogti, kai dėl osmoso į ją patenka vanduo. Ant ląstelės sienelės dažnai yra apsauginė gleivinės kapsulė. Daugelyje bakterijų yra žvynelių, su kuriomis jos aktyviai plaukia. Bakterinės žiogelės yra paprastesnės ir šiek tiek skiriasi nuo panašių eukariotų struktūrų.
„TIPINĖ“ BAKTERIJOS LĄSTELĖ ir jo pagrindinės struktūros.
Sensorinės funkcijos ir elgesys. Daugelis bakterijų turi cheminius receptorius, kurie nustato aplinkos rūgštingumo ir įvairių medžiagų, tokių kaip cukrus, aminorūgštys, deguonis ir anglies dioksidas, koncentracijos pokyčius. Kiekviena medžiaga turi savo tipo tokius „skonio“ receptorius, o vieno iš jų praradimas dėl mutacijos sukelia dalinį „skonio aklumą“. Daugelis judrių bakterijų taip pat reaguoja į temperatūros svyravimus, o fotosintetinės rūšys – į šviesos pokyčius. Kai kurios bakterijos magnetinio lauko linijų kryptį, įskaitant ir Žemės magnetinį lauką, suvokia jų ląstelėse esančių magnetito dalelių (magnetinės geležies rūdos – Fe3O4) pagalba. Vandenyje bakterijos naudojasi šiuo gebėjimu plaukti jėgos linijomis, ieškodamos palankios aplinkos. Sąlyginiai bakterijų refleksai nežinomi, tačiau jie turi tam tikrą primityvią atmintį. Plaukdami jie lygina suvokiamą dirgiklio intensyvumą su ankstesne jo reikšme, t.y. nustatyti, ar jis tapo didesnis ar mažesnis, ir pagal tai išlaikyti judėjimo kryptį arba ją pakeisti.
Dauginimasis ir genetika. Bakterijos dauginasi nelytiškai: jų ląstelėje DNR replikuojasi (dvigubėja), ląstelė dalijasi į dvi dalis ir kiekviena dukterinė ląstelė gauna po vieną tėvo DNR kopiją. Bakterijų DNR taip pat gali būti pernešama tarp nesidalijančių ląstelių. Tuo pačiu metu jų susiliejimas (kaip ir eukariotuose) nevyksta, individų skaičius nedidėja ir paprastai tik nedidelė genomo dalis (visas genų rinkinys) perkeliama į kitą ląstelę, priešingai nei „tikras“ seksualinis procesas, kurio metu palikuonis iš kiekvieno iš tėvų gauna visą genų rinkinį. Toks DNR perkėlimas gali būti atliekamas trimis būdais. Transformacijos metu bakterija iš aplinkos sugeria „pliką“ DNR, kuri ten pateko naikinant kitas bakterijas arba tyčia „paslydo“ eksperimentuotojo. Procesas vadinamas transformacija, nes pradiniame jo tyrimo etape pagrindinis dėmesys buvo skiriamas nekenksmingų organizmų transformacijai (transformacijai) tokiu būdu į virulentiškus. DNR fragmentus iš bakterijų bakterijoms gali perkelti ir specialūs virusai – bakteriofagai. Tai vadinama transdukcija. Taip pat vyksta procesas, primenantis apvaisinimą ir vadinamas konjugacija: bakterijos viena su kita jungiasi laikinomis kanalėlių ataugomis (kopuliacinėmis fimbrijomis), per kurias DNR pereina iš „vyriškos“ ląstelės į „moterį“. Kartais bakterijose yra labai mažų papildomų chromosomų – plazmidžių, kurios taip pat gali būti perduodamos iš individo į individą. Jei tuo pačiu metu plazmidėse yra genų, sukeliančių atsparumą antibiotikams, jie kalba apie infekcinį atsparumą. Tai svarbu medicininiu požiūriu, nes gali plisti tarp skirtingų rūšių ir net bakterijų genčių, dėl to visa bakterijų flora, tarkime, žarnynas, tampa atspari tam tikrų vaistų veikimui.
MEDŽIAGA
Iš dalies dėl mažo bakterijų dydžio jų metabolizmo intensyvumas yra daug didesnis nei eukariotų. Palankiausiomis sąlygomis kai kurios bakterijos gali padvigubinti savo bendrą masę ir gausą maždaug kas 20 minučių. Taip yra dėl to, kad daugelis jų svarbiausių fermentų sistemų veikia labai dideliu greičiu. Taigi, triušiui baltymo molekulei susintetinti reikia kelių minučių, o bakterijoms – sekundžių. Tačiau natūralioje aplinkoje, pavyzdžiui, dirvožemyje, dauguma bakterijų yra „bado dietos“, tad jei jų ląstelės dalijasi, tai ne kas 20 minučių, o kas kelias dienas.
Mityba. Bakterijos yra autotrofai ir heterotrofai. Autotrofams („savaime maitinasi“) nereikia kitų organizmų gaminamų medžiagų. Jie naudoja anglies dioksidą (CO2) kaip pagrindinį arba vienintelį anglies šaltinį. Įskaitant CO2 ir kitas neorganines medžiagas, ypač amoniaką (NH3), nitratus (NO-3) ir įvairius sieros junginius, sudėtingose cheminėse reakcijose jie sintetina visus jiems reikalingus biocheminius produktus. Heterotrofai („maitina kitus“) naudoja kaip pagrindinį anglies šaltinį (kai kurioms rūšims taip pat reikia CO2) organinių (anglies turinčių) medžiagų, kurias sintetina kiti organizmai, ypač cukrų. Oksiduoti šie junginiai tiekia energiją ir molekules, būtinas ląstelių augimui ir gyvybinei veiklai. Šia prasme heterotrofinės bakterijos, kurioms priklauso didžioji dauguma prokariotų, yra panašios į žmones.
pagrindiniai energijos šaltiniai. Jei ląstelių komponentų susidarymui (sintezei) daugiausia naudojama šviesos energija (fotonai), tada procesas vadinamas fotosinteze, o galinčios tai padaryti rūšys vadinamos fototrofais. Fototrofinės bakterijos skirstomos į fotoheterotrofus ir fotoautotrofus, priklausomai nuo to, kurie junginiai – organiniai ar neorganiniai – yra jų pagrindinis anglies šaltinis. Fotoautotrofinės melsvadumbliai (mėlynadumbliai), kaip ir žalieji augalai, suskaido vandens molekules (H2O), naudodamos šviesos energiją. Taip išsiskiria laisvas deguonis (1/2O2) ir susidaro vandenilis (2H+), kuris, galima sakyti, paverčia anglies dioksidą (CO2) į angliavandenius. Žaliosios ir violetinės sieros bakterijose šviesos energija naudojama ne vandeniui skaidyti, o kitoms neorganinėms molekulėms, pavyzdžiui, vandenilio sulfidui (H2S). Dėl to taip pat susidaro vandenilis, sumažinantis anglies dioksidą, tačiau deguonis neišsiskiria. Tokia fotosintezė vadinama anoksigenine. Fotoheterotrofinės bakterijos, tokios kaip purpurinės nesierinės bakterijos, naudoja šviesos energiją vandenilio gamybai iš organinių medžiagų, ypač izopropanolio, tačiau dujinis H2 taip pat gali būti jo šaltinis. Jei pagrindinis energijos šaltinis ląstelėje yra cheminių medžiagų oksidacija, bakterijos vadinamos chemoheterotrofais arba chemoautotrofais, priklausomai nuo to, kurios molekulės tarnauja kaip pagrindinis anglies šaltinis – organinės ar neorganinės. Pirmuosiuose organinės medžiagos suteikia ir energijos, ir anglies. Chemoautotrofai energiją gauna oksiduodami neorganines medžiagas, tokias kaip vandenilis (į vandenį: 2H4 + O2 iki 2H2O), geležį (Fe2+ iki Fe3+) arba sierą (2S + 3O2 + 2H2O iki 2SO42- + 4H+), o anglį iš CO2. Šie organizmai dar vadinami chemolitotrofais, taip pabrėžiant, kad jie „maitina“ uolienas.
Kvėpavimas. Ląstelių kvėpavimas – tai cheminės energijos, sukauptos „maisto“ molekulėse, išlaisvinimo procesas, skirtas tolesniam jos naudojimui gyvybiškai svarbiose reakcijose. Kvėpavimas gali būti aerobinis ir anaerobinis. Pirmuoju atveju jam reikia deguonies. Jis reikalingas darbui vadinamųjų. elektronų transportavimo sistema: elektronai juda iš vienos molekulės į kitą (išsiskiria energija) ir galiausiai kartu su vandenilio jonais prisijungia prie deguonies – susidaro vanduo. Anaerobiniams organizmams deguonis nereikalingas, o kai kurioms šios grupės rūšims jis netgi nuodingas. Kvėpavimo metu išsiskiriantys elektronai prisijungia prie kitų neorganinių akceptorių, tokių kaip nitratas, sulfatas ar karbonatas, arba (vienoje iš tokio kvėpavimo formų – fermentacijos) prie tam tikros organinės molekulės, ypač prie gliukozės. Taip pat žr. METABOLIZMAS.
KLASIFIKACIJA
Daugumoje organizmų rūšis laikoma reprodukciškai izoliuota individų grupe. Plačiąja prasme tai reiškia, kad tam tikros rūšies atstovai gali susilaukti vaisingų palikuonių, poruotis tik su savo rūšimi, bet ne su kitų rūšių individais. Taigi, tam tikros rūšies genai, kaip taisyklė, neperžengia jos ribų. Tačiau bakterijose genais gali apsikeisti ne tik skirtingų rūšių, bet ir skirtingų genčių individai, todėl nėra iki galo aišku, ar čia teisėta taikyti įprastas evoliucinės kilmės ir giminystės sąvokas. Dėl šio ir kitų sunkumų visuotinai priimtos bakterijų klasifikacijos dar nėra. Žemiau yra vienas iš plačiai naudojamų jo variantų.
MONEROS KARALYSTĖ
Phylum Gracilicutes (plonasienės gramneigiamos bakterijos)
Skotobakterijų klasė (nefotosintetinės formos, pvz., miksobakterijos) Anoksifotobakterijų klasė (deguonį išskiriančios fotosintetinės formos, pvz., purpurinės sieros bakterijos) Oksifotobakterijų klasė (deguonį atpalaiduojančios fotosintetinės formos, pvz., melsvadumbliai)
Phylum Firmicutes (storasienės gramteigiamos bakterijos)
Firmibakterijų klasė (kietųjų ląstelių formos, tokios kaip klostridijos)
Talobakterijų klasė (išsišakojusios formos, pvz., aktinomicetai)
Tenericutes phylum (gramneigiamos bakterijos be ląstelės sienelės)
Mollicutes klasė (minkštos ląstelių formos, pvz., mikoplazmos)
Tipas Mendosicutes (bakterijos su pažeista ląstelių sienele)
Archebakterijų klasė (senovinės formos, pvz., metano formuotojai)
Domenai. Naujausi biocheminiai tyrimai parodė, kad visi prokariotai aiškiai skirstomi į dvi kategorijas: nedidelę archebakterijų grupę (Archaebacteria – „senovės bakterijos“) ir visas likusias, vadinamas eubakterijomis (Eubacteria – „tikrosios bakterijos“). Manoma, kad archebakterijos yra primityvesnės nei eubakterijos ir artimesnės bendram prokariotų ir eukariotų protėviui. Jos skiriasi nuo kitų bakterijų keliomis esminėmis savybėmis, įskaitant ribosominės RNR (pRNR) molekulių, dalyvaujančių baltymų sintezėje, sudėtį, lipidų (į riebalus panašių medžiagų) cheminę struktūrą ir kai kurių kitų medžiagų buvimą ląstelės sienelėje. baltymų-angliavandenių polimero mureino. Aukščiau pateiktoje klasifikavimo sistemoje archebakterijos laikomos tik vienu iš tos pačios karalystės, kuri apima visas eubakterijas, tipų. Tačiau, pasak kai kurių biologų, skirtumai tarp archebakterijų ir eubakterijų yra tokie dideli, kad būtų teisingiau Moneroje esančias archebakterijas laikyti atskira subkaralyste. Pastaruoju metu pasirodė dar radikalesnis pasiūlymas. Molekulinė analizė atskleidė tokius reikšmingus šių dviejų prokariotų grupių genų struktūros skirtumus, kad kai kurie mano, kad jų buvimas toje pačioje organizmų karalystėje yra nelogiškas. Šiuo atžvilgiu buvo pasiūlyta sukurti dar aukštesnio rango taksonominę kategoriją (taksoną), vadinant ją domenu, ir visus gyvus daiktus suskirstyti į tris sritis – Eukariją (eukariotai), Archaea (archėjos) ir Bakterijas (dabartinės eubakterijos). ).
EKOLOGIJA
Dvi svarbiausios ekologinės bakterijų funkcijos yra azoto fiksavimas ir organinių liekanų mineralizacija.
Azoto fiksacija. Molekulinio azoto (N2) jungimasis, kad susidarytų amoniakas (NH3), vadinamas azoto fiksavimu, o pastarojo oksidacija iki nitritų (NO-2) ir nitratų (NO-3) – nitrifikacija. Tai gyvybiškai svarbūs procesai biosferai, nes augalams reikia azoto, tačiau jie gali pasisavinti tik surištas jo formas. Šiuo metu maždaug 90% (apie 90 mln. tonų) metinio tokio „fiksuoto“ azoto kiekio suteikia bakterijos. Likusią dalį gamina chemijos gamyklos arba susidaro žaibo išlydžio metu. Azoto ore, kuris yra maždaug. 80% atmosferos, daugiausia siejama su gramneigiama Rhizobium (Rhizobium) gentimi ir cianobakterijomis. Rhizobium rūšys simbiozuoja su maždaug 14 000 ankštinių augalų rūšių (Leguminosae šeimos), tarp kurių, pavyzdžiui, dobilai, liucerna, sojos pupelės ir žirniai. Šios bakterijos gyvena vadinamojoje. mazgeliai - patinimai, kurie susidaro ant šaknų jiems esant. Bakterijos gauna organines medžiagas (mitybą) iš augalo, o mainais aprūpina šeimininką surištu azotu. Per metus tokiu būdu fiksuojama iki 225 kg azoto iš hektaro. Ne ankštiniai augalai, pavyzdžiui, alksnis, taip pat patenka į simbiozę su kitomis azotą fiksuojančiomis bakterijomis. Cianobakterijos fotosintezuoja kaip žali augalai, išskirdamos deguonį. Daugelis jų taip pat gali užfiksuoti atmosferos azotą, kurį vėliau pasisavina augalai ir galiausiai gyvūnai. Šie prokariotai yra svarbus fiksuoto azoto šaltinis dirvožemyje apskritai ir ypač ryžių laukuose rytuose, taip pat pagrindinis jo tiekėjas vandenynų ekosistemoms.
Mineralizacija. Taip vadinamas organinių liekanų skilimas į anglies dioksidą (CO2), vandenį (H2O) ir mineralines druskas. Cheminiu požiūriu šis procesas prilygsta degimui, todėl jam reikia daug deguonies. Viršutiniame dirvožemio sluoksnyje yra nuo 100 000 iki 1 milijardo bakterijų 1 g, t.y. apie 2 tonas iš hektaro. Paprastai visas organines liekanas, patekusias į žemę, greitai oksiduoja bakterijos ir grybai. Skilimui atsparesnė yra rusva organinė medžiaga, vadinama humino rūgštimi, kuri susidaro daugiausia iš medienoje esančio lignino. Jis kaupiasi dirvožemyje ir pagerina jo savybes.
BAKTERIJOS IR PRAMONĖ
Atsižvelgiant į bakterijų katalizuojamų cheminių reakcijų įvairovę, nenuostabu, kad jos plačiai naudojamos gamyboje, kai kuriais atvejais nuo seniausių laikų. Tokių mikroskopinių žmogaus pagalbininkų šlovę prokariotai dalijasi su grybais, pirmiausia mielėmis, kurios užtikrina daugumą alkoholinės fermentacijos procesų, pavyzdžiui, gaminant vyną ir alų. Dabar, kai atsirado galimybė į bakterijas įvesti naudingų genų, dėl kurių jos sintetina vertingas medžiagas, tokias kaip insulinas, šių gyvų laboratorijų pramoninis panaudojimas gavo galingą naują postūmį. Taip pat žiūrėkite GENETINĖ INŽINERIJA.
Maisto pramone.Šiuo metu šioje pramonėje bakterijas daugiausia naudoja sūrių, kitų fermentuoto pieno produktų ir acto gamybai. Pagrindinės cheminės reakcijos čia yra rūgščių susidarymas. Taigi, gamindamos actą, Acetobacter genties bakterijos oksiduoja sidre ar kituose skysčiuose esantį etilo alkoholį iki acto rūgšties. Panašūs procesai vyksta ir raugintų kopūstų metu: anaerobinės bakterijos šio augalo lapuose esantį cukrų fermentuoja iki pieno rūgšties, taip pat acto rūgšties ir įvairių alkoholių.
Rūdų išplovimas. Bakterijos naudojamos prastos rūdos išplovimui, t.y. perkeliant iš jų į vertingų metalų, pirmiausia vario (Cu) ir urano (U) druskų tirpalą. Pavyzdys yra chalkopirito arba vario pirito (CuFeS2) apdorojimas. Šios rūdos krūvos periodiškai laistomos vandeniu, kuriame yra chemolitotrofinių Thiobacillus genties bakterijų. Gyvenimo metu jie oksiduoja sierą (S), sudarydami tirpius vario ir geležies sulfatus: CuFeS2 + 4O2 iki CuSO4 + FeSO4. Tokios technologijos labai supaprastina vertingų metalų gamybą iš rūdų; iš esmės jie prilygsta procesams, vykstantiems gamtoje uolienų dūlėjimo metu.
Perdirbimas. Bakterijos taip pat padeda atliekas, pavyzdžiui, nuotekas, paversti mažiau pavojingais ar net naudingais produktais. Nuotekos yra viena iš opiausių šiuolaikinės žmonijos problemų. Visiškai jų mineralizacijai reikia didžiulio deguonies kiekio, o įprastuose rezervuaruose, kur įprasta šias atliekas išpilti, nebeužtenka jas „neutralizuoti“. Sprendimas slypi papildomame nuotekų aeravime specialiuose baseinuose (aerotankuose): dėl to mineralizuojančios bakterijos turi pakankamai deguonies, kad visiškai suskaidytų organines medžiagas, o geriamasis vanduo palankiausiais atvejais tampa vienu iš galutinių proceso produktų. Netirpios nuosėdos, likusios pakeliui, gali būti anaerobinės fermentacijos metu. Kad tokie vandens ruošimo įrenginiai užimtų kuo mažiau vietos ir pinigų, būtinos geros bakteriologijos žinios.
Kitos paskirties. Kitos svarbios bakterijų pramoninio panaudojimo sritys yra, pavyzdžiui, lino skiltis, t.y. jo besisukančių skaidulų atskyrimas nuo kitų augalo dalių, taip pat antibiotikų, ypač streptomicino (Streptomyces genties bakterijų) gamyba.
BAKTERIJŲ KONTROLĖ PRAMONĖJE
Bakterijos yra ne tik naudingos; kova su masiniu jų dauginimu, pavyzdžiui, maisto produktuose ar celiuliozės ir popieriaus gamyklų vandens sistemose, tapo visa veiklos sritimi. Maistą gadina bakterijos, grybai ir jų pačių autolizės („savaiminio virškinimo“) fermentai, nebent jie būtų inaktyvuojami karščiu ar kitomis priemonėmis. Kadangi bakterijos yra pagrindinė gedimo priežastis, kuriant veiksmingas maisto saugojimo sistemas reikia žinoti šių mikroorganizmų tolerancijos ribas. Viena iš labiausiai paplitusių technologijų yra pieno pasterizavimas, kurio metu naikinamos bakterijos, sukeliančios, pavyzdžiui, tuberkuliozę ir bruceliozę. Pienas 61-63°C temperatūroje laikomas 30 minučių arba 72-73°C – tik 15 sekundžių. Tai nepablogina produkto skonio, bet nukenksmina patogenines bakterijas. Vyną, alų ir vaisių sultis taip pat galima pasterizuoti. Maisto laikymo šaltyje nauda žinoma jau seniai. Žema temperatūra bakterijų nenaikina, tačiau neleidžia joms augti ir daugintis. Tiesa, užšaldant, pavyzdžiui, iki -25 °C, po kelių mėnesių bakterijų sumažėja, tačiau nemaža dalis šių mikroorganizmų vis tiek išgyvena. Esant vos žemesnei nei nuliui temperatūrai, bakterijos toliau dauginasi, bet labai lėtai. Jų gyvybingos kultūros po liofilizacijos (užšaldymo – džiovinimo) gali būti laikomos beveik neribotą laiką terpėje, kurioje yra baltymų, pavyzdžiui, kraujo serume. Kiti žinomi maisto konservavimo būdai – džiovinimas (džiovinimas ir rūkymas), didelio kiekio druskos ar cukraus įdėjimas, o tai fiziologiškai prilygsta dehidratacijai, marinavimas, t.y. dedamas į koncentruotą rūgšties tirpalą. Kai terpės rūgštingumas atitinka pH 4 ir žemiau, bakterijų gyvybinė veikla paprastai labai slopinama arba sustabdoma.
BAKTERIJOS IR LIGOS
BAKTERIJŲ TYRIMAS
Daugelis bakterijų lengvai auga vadinamosiose. auginimo terpė, kurioje gali būti mėsos sultinio, iš dalies suvirškintų baltymų, druskų, dekstrozės, viso kraujo, jo serumo ir kitų komponentų. Bakterijų koncentracija tokiomis sąlygomis paprastai siekia apie milijardą kubiniame centimetre, todėl aplinka būna drumsta. Norint ištirti bakterijas, būtina turėti galimybę gauti jų grynąsias kultūras arba klonus, kurie yra vienos ląstelės palikuonys. Tai būtina, pavyzdžiui, norint nustatyti, kokio tipo bakterijos užkrėtė pacientą ir kokiam antibiotikui šis tipas yra jautrus. Mikrobiologiniai mėginiai, pavyzdžiui, tamponai, paimti iš gerklės ar žaizdų, kraujo, vandens ar kitų medžiagų mėginiai, labai atskiedžiami ir uždedami ant pusiau kietos terpės paviršiaus: iš atskirų joje esančių ląstelių susidaro apvalios kolonijos. Kultūrinės terpės kietiklis paprastai yra agaras, polisacharidas, gaunamas iš tam tikrų jūros dumblių ir beveik nevirškinamas bet kokio tipo bakterijų. Agaro terpės naudojamos „vėrinukų“ pavidalu, t. pasvirę paviršiai, susidarę mėgintuvėliuose, stovinčiame dideliu kampu, kai išlydyta auginimo terpė kietėja, arba plonų sluoksnių pavidalu stiklinėse Petri lėkštelėse – plokšti apvalūs indai, uždaryti tokios pat formos, bet šiek tiek didesnio skersmens dangteliu. Paprastai po paros bakterijos ląstelė spėja tiek daugintis, kad suformuoja plika akimi lengvai matomą koloniją. Jį galima perkelti į kitą aplinką tolimesniam tyrimui. Prieš auginant bakterijas, visos auginimo terpės turi būti sterilios, o vėliau reikia imtis priemonių, kad ant jų nenusėstų nepageidaujami mikroorganizmai. Norint ištirti tokiu būdu auginamas bakterijas, ant liepsnos kalcinuojama plona vielinė kilpa, pirmiausia ji paliečia koloniją ar tepinėlį, o po to ant stiklelio nusodinamas vandens lašas. Tolygiai paskirstant paimtą medžiagą šiame vandenyje, stiklas išdžiovinamas ir greitai du ar tris kartus perleidžiamas virš degiklio liepsnos (bakterijų turinčią pusę reikia pasukti aukštyn): dėl to mikroorganizmai, nepažeidžiami, tvirtai prisitvirtina. substratas. Ant preparato paviršiaus lašinama dažų, po to stiklas nuplaunamas vandeniu ir vėl išdžiovinamas. Dabar mėginį galima apžiūrėti mikroskopu. Grynosios bakterijų kultūros identifikuojamos daugiausia pagal jų biochemines savybes, t.y. nustatyti, ar jie sudaro dujas ar rūgštis iš tam tikrų cukrų, ar jie sugeba virškinti baltymus (suskystinti želatiną), ar jiems reikia deguonies augimui ir pan. Jie taip pat patikrina, ar jie nudažyti specifiniais dažais. Jautrumą tam tikriems vaistams, pavyzdžiui, antibiotikams, galima nustatyti ant bakterijomis užkrėsto paviršiaus padėjus nedidelius šiomis medžiagomis suvilgytus filtravimo popieriaus skrituliukus. Jei koks nors cheminis junginys naikina bakterijas, aplink atitinkamą diską susidaro nuo jų laisva zona.
Collier enciklopedija. – Atvira visuomenė. 2000 .
Seniausias gyvas organizmas mūsų planetoje. Jos atstovai ne tik išgyveno milijardus metų, bet ir turi pakankamai galių sunaikinti visas kitas Žemės rūšis. Šiame straipsnyje apžvelgsime, kas yra bakterijos.
Pakalbėkime apie jų struktūrą, funkcijas, taip pat įvardinkime keletą naudingų ir kenksmingų tipų.
Bakterijų atradimas
Pradėkime savo kelionę po mikrobų karalystę nuo apibrėžimo. Ką reiškia "bakterijos"?
Terminas kilęs iš senovės graikų kalbos žodžio „lazdelė“. Ją į akademinę leksiką įtraukė Christianas Ehrenbergas. Tai nebranduoliniai mikroorganizmai ir neturi branduolio. Anksčiau jie taip pat buvo vadinami „prokariotais“ (nebranduoliniais). Tačiau 1970 m. buvo suskirstyti į archėjus ir eubakterijas. Tačiau kol kas dažniau ši sąvoka reiškia visus prokariotus.
Bakteriologijos mokslas tiria, kas yra bakterijos. Mokslininkai teigia, kad iki šiol buvo atrasta apie dešimt tūkstančių skirtingų šių gyvų būtybių rūšių. Tačiau manoma, kad yra daugiau nei milijonas veislių.
Antonas Leeuwenhoekas, olandų gamtininkas, mikrobiologas ir Londono karališkosios draugijos narys, 1676 m. laiške Didžiajai Britanijai aprašo daugybę paprasčiausių mikroorganizmų, kuriuos jis atrado. Jo žinutė šokiravo visuomenę – iš Londono buvo atsiųsta komisija šiems duomenims dar kartą patikrinti.
Po to, kai Nehemiah Gru patvirtino informaciją, Leeuwenhoekas tapo pasaulinio garso mokslininku, atradėju. Tačiau savo užrašuose jis pavadino juos „gyvūnais“.
Ehrenbergas tęsė savo darbą. Būtent šis tyrinėtojas 1828 metais sukūrė šiuolaikinį terminą „bakterijos“.
Mikroorganizmai taip pat naudojami kariniams tikslams. Įvairių rūšių pagalba sukuriama mirtina.Tam naudojamos ne tik pačios bakterijos, bet ir jų išskiriami toksinai.
Taikiai mokslas vienaląsčius organizmus naudoja genetikos, biochemijos, genų inžinerijos ir molekulinės biologijos tyrimams. Sėkmingų eksperimentų pagalba buvo sukurti vitaminų, baltymų ir kitų žmogui reikalingų medžiagų sintezės algoritmai.
Bakterijos naudojamos ir kitose srityse. Mikroorganizmų pagalba sodrinami rūdos, valomi vandens telkiniai ir dirvožemiai.
Mokslininkai taip pat teigia, kad bakterijos, sudarančios mikroflorą žmogaus žarnyne, gali būti vadinamos atskiru organu, turinčiu savo užduotis ir nepriklausomas funkcijas. Pasak mokslininkų, organizmo viduje yra apie vienas kilogramas šių mikroorganizmų!
Kasdieniame gyvenime su patogeninėmis bakterijomis susiduriame visur. Remiantis statistika, daugiausia kolonijų yra ant prekybos centrų vežimėlių rankenų, antroje vietoje – kompiuterinės pelės interneto kavinėse, o tik trečioje vietoje – viešųjų tualetų rankenos.
Naudingos bakterijos
Net mokykloje moko, kas yra bakterijos. 3 klasė žino visokias melsvadumbles ir kitus vienaląsčius organizmus, jų sandarą ir dauginimąsi. Dabar kalbėsime apie praktinę klausimo pusę.
Prieš pusę amžiaus niekas negalvojo apie tokį klausimą kaip žarnyno mikrofloros būklė. Viskas buvo gerai. Mityba natūralesnė ir sveikesnė, minimalus hormonų ir antibiotikų kiekis, mažiau cheminių medžiagų išmetimo į aplinką.
Šiandien prastos mitybos sąlygomis išryškėja stresas, antibiotikų perteklius, disbakteriozė ir su tuo susijusios problemos. Kaip gydytojai siūlo su tuo elgtis?
Vienas pagrindinių atsakymų – probiotikų vartojimas. Tai specialus kompleksas, kuris atkuria žmogaus žarnyną naudingomis bakterijomis.
Tokia intervencija gali padėti tokiomis nemaloniomis akimirkomis kaip alergija maistui, laktozės netoleravimas, virškinamojo trakto sutrikimai ir kiti negalavimai.
Dabar pakalbėkime apie tai, kas yra naudingos bakterijos, ir sužinokite apie jų poveikį sveikatai.
Išsamiausiai ištirti ir teigiamam poveikiui žmogaus organizmui plačiai naudojami trijų tipų mikroorganizmai – acidofilai, bulgarinės bacilos ir bifidobakterijos.
Pirmieji du skirti stimuliuoti imuninę sistemą, taip pat sumažinti kai kurių kenksmingų mikroorganizmų, tokių kaip mielės, E. coli ir pan., augimą. Bifidobakterijos yra atsakingos už laktozės virškinimą, tam tikrų vitaminų gamybą ir cholesterolio mažinimą.
kenksmingų bakterijų
Anksčiau kalbėjome apie tai, kas yra bakterijos. Labiausiai paplitusių naudingų mikroorganizmų rūšys ir pavadinimai buvo paskelbti aukščiau. Toliau kalbėsime apie „vienaląsčius žmogaus priešus“.
Yra tokių, kurios kenksmingos tik žmogui, yra mirtinos gyvūnams ar augalams. Žmonės išmoko naudoti pastarąjį, ypač naikinti piktžoles ir erzinančius vabzdžius.
Prieš gilinantis į tai, kas yra, verta apsispręsti dėl jų platinimo būdų. O tokių yra labai daug. Yra mikroorganizmų, kurie perduodami per užterštus ir neplautus produktus, oru ir kontaktiniais keliais, per vandenį, dirvą ar vabzdžių įkandimus.
Blogiausia, kad vos viena ląstelė, patekusi į žmogaus organizmui palankią aplinką, vos per kelias valandas sugeba padauginti iki kelių milijonų bakterijų.
Jei kalbėtume apie tai, kas yra bakterijos, neprofesionalui sunku atskirti patogeninių ir naudingų pavadinimus. Moksle lotyniški terminai vartojami mikroorganizmams apibūdinti. Bendrinėje kalboje abstraktūs žodžiai pakeičiami sąvokomis – „E. coli“, choleros, kokliušo, tuberkuliozės „sukėlėjai“ ir kt.
Prevencinės priemonės, skirtos užkirsti kelią ligai, yra trijų tipų. Tai skiepai ir vakcinos, perdavimo kelių nutraukimas (marlės tvarsčiai, pirštinės) ir karantinas.
Iš kur atsiranda bakterijų šlapime?
Kai kurie žmonės bando stebėti savo sveikatą ir atlikti tyrimus klinikoje. Labai dažnai prastų rezultatų priežastis yra mikroorganizmų buvimas mėginiuose.
Apie tai, kokios bakterijos yra šlapime, kalbėsime šiek tiek vėliau. Dabar verta atskirai pasidomėti, kur iš tikrųjų ten atsiranda vienaląsčių būtybių.
Idealiu atveju žmogaus šlapimas yra sterilus. Negali būti pašalinių organizmų. Vienintelis būdas bakterijoms patekti į sekretą yra toje vietoje, kur iš organizmo pašalinamos atliekos. Visų pirma, šiuo atveju tai bus šlaplė.
Jei analizė rodo nedidelį mikroorganizmų inkliuzų skaičių šlapime, tai kol kas viskas normalu. Tačiau padidėjus rodikliui virš leistinų ribų, tokie duomenys rodo uždegiminių procesų vystymąsi Urogenitalinėje sistemoje. Tai gali būti pielonefritas, prostatitas, uretritas ir kiti nemalonūs negalavimai.
Taigi klausimas, kokios bakterijos yra šlapimo pūslėje, yra visiškai neteisingas. Mikroorganizmai į sekretą patenka ne iš šio organo. Šiandien mokslininkai nustato keletą priežasčių, dėl kurių šlapime yra vienaląsčių būtybių.
- Pirma, tai yra nerūpestingas seksualinis gyvenimas.
- Antra, Urogenitalinės sistemos ligos.
- Trečia, asmeninės higienos taisyklių nepaisymas.
- Ketvirta, susilpnėjęs imunitetas, diabetas ir daugybė kitų sutrikimų.
Bakterijų tipai šlapime
Anksčiau straipsnyje buvo pasakyta, kad mikroorganizmai atliekų produktuose randami tik sergant ligomis. Pažadėjome pasakyti, kas yra bakterijos. Vardai bus pateikti tik tų rūšių, kurios dažniausiai aptinkamos analizės rezultatuose.
Taigi, pradėkime. Lactobacillus yra anaerobinių organizmų atstovas, gramteigiama bakterija. Jis turi būti žmogaus virškinimo sistemoje. Jo buvimas šlapime rodo tam tikrus gedimus. Toks įvykis yra nekritiškas, tačiau tai nemalonus raginimas į tai, kad turėtumėte rimtai pasirūpinti savimi.
Proteusas taip pat yra natūralus virškinamojo trakto gyventojas. Tačiau jo buvimas šlapime rodo išmatų pasišalinimo gedimą. Šis mikroorganizmas iš maisto į šlapimą patenka tik tokiu būdu. Didelio proteuso kiekio atliekose požymis yra deginimo pojūtis apatinėje pilvo dalyje ir skausmingas šlapinimasis su tamsia skysčio spalva.
Labai panaši į ankstesnę bakteriją yra Enterococcus fecalis. Jis taip pat patenka į šlapimą, greitai dauginasi ir yra sunkiai gydomas. Be to, Enterococcus bakterijos yra atsparios daugumai antibiotikų.
Taigi, šiame straipsnyje mes išsiaiškinome, kas yra bakterijos. Kalbėjomės apie jų struktūrą, dauginimąsi. Sužinojote kai kurių kenksmingų ir naudingų rūšių pavadinimus.
Sėkmės, mieli skaitytojai! Atminkite, kad asmeninė higiena yra geriausia prevencija.