Jedan od prvih organizama koji je evoluirao na Zemlji bio je jednostanični organizam, sličan današnjim bakterijama. Život je zatim evoluirao u mnogo različitih oblika života tijekom tisućljeća. Međutim, svoje podrijetlo pratimo do jednog staničnog organizma.
CILJEVI UČENJA
Do kraja ove lekcije trebali biste biti sposobni:
- Opišite što je bakterija
- Objasnite građu bakterija
- Objasniti klasifikaciju bakterija
- Objasniti reprodukciju kod bakterija
- Objasnite štetu i dobrobit bakterija
Bakterije se odnose na jednostanične organizme koji pripadaju prokariotskoj skupini. Organizmi ove skupine (prokariotski) nemaju pravu jezgru i nedostaje im nekoliko organela.
Većina bakterija je štetna za ljude. Međutim, neke bakterije imaju međusobni odnos s ljudima i važne su za naš opstanak. Započnimo promatranjem strukture bakterija.
Dijagram ispod je bakterija. Pokazuje svoju strukturu s različitim dijelovima.
Struktura bakterija je jednostavan dizajn tijela. Bakterije su mikroorganizmi koji su jednostanični i bez jezgre i drugih staničnih organela. Organizmi poput ovih nazivaju se prokariotima. Bakterijska stanica uključuje:
- Kapsula. Ovo je sloj u nekim bakterijama koji se nalaze na vanjskoj strani stanične stijenke.
- Stanične stijenke. Ovo je sloj sastavljen od peptidoglikanskog polimera. Bakterijama daje oblik. Nalazi se izvan plazma membrane. Gram pozitivne bakterije imaju deblju staničnu stijenku.
- Plazma membrana. Ovo se nalazi u staničnoj stijenci. Stvara energiju i prenosi kemikalije. Tvari mogu proći kroz ovu membranu jer je propusna.
- Citoplazma. Ovo je tvar koja se nalazi unutar plazma membrane. Sadrži genetski materijal i ribosome.
- DNK. To je nositelj genetskih uputa koje se koriste u funkciji i razvoju bakterije. Nalazi se unutar citoplazme.
- ribosomi. Ovo je mjesto gdje se stvaraju proteini. To su složene čestice koje se sastoje od granula bogatih RNA.
- Flagellum. Bakterije se kreću uz pomoć flagela. Koriste se za pokretanje nekih bakterija. Neke bakterije imaju više od jednog flageluma.
- Pili. To su dodaci poput kose koji se nalaze na vanjskoj strani stanice. Oni omogućuju bakteriji da se zalijepi za površine i prenese genetski materijal u druge stanice. To doprinosi širenju bolesti kod ljudi.
Bakterije imaju sposobnost preživljavanja u iznimno teškim uvjetima.
Još jedna jedinstvena karakteristika bakterija je njihova stanična stijenka. Sastoji se od proteina poznatog kao peptidoglikan i koristi se za zaštitu. Ovaj protein se nalazi samo u staničnim stijenkama bakterija. Međutim, nekolicini bakterija nedostaje ova stanična stijenka, a neke imaju treći sloj zaštite poznat kao kapsula. Na vanjskom sloju bakterija pričvršćena je jedna ili više flagela. Flagele se koriste za kretanje. Neke bakterije imaju pili umjesto flagella. Pili pomažu nekim bakterijama dok se vežu za stanice domaćina. Bakterije nemaju mnogo staničnih organela poput biljnih ili životinjskih stanica osim ribosoma.
Ribosomi su mjesta na kojima se sintetiziraju proteini. Osim ove DNK, ribosomi imaju dodatnu kružnu DNK poznatu kao plazmid. Plazmidi pomažu da neki sojevi bakterija postanu otporni na antibiotike.
KLASIFIKACIJA BAKTERIJA
Bakterije se mogu klasificirati u različite kategorije na temelju njihovih karakteristika i značajki. Glavne osnove klasifikacije bakterija uključuju:
- Oblik
- Način prehrane
- Sastav stanične stijenke
- Način disanja
- Okoliš
KLASIFIKACIJA BAKTERIJA NA TEMELJU OBLIKA
- U obliku šipke. Zovu se bacili. Escherichia coli (E. coli) je primjer ove vrste bakterija.
- Spirala. Zovu se spirila. Spirillum volutans je primjer ove vrste bakterija.
- Kuglasti. Zovu se coccus. Streptococcus pneumoniae je primjer ove vrste bakterija.
- U obliku zareza. Zovu se vibrio. Vibrio cholerae je primjer ove vrste bakterija.
KLASIFIKACIJA BAKTERIJA NA NAČIN PREHRANE
- Autotrofne bakterije. Ove bakterije same prave svoju hranu. Oni to mogu učiniti fotosintezom (koristeći ugljični dioksid, sunčevu svjetlost i vodu) ili kemosintezom (koristeći vodu, ugljični dioksid i kemikalije poput sumpora, dušika i amonijaka). Primjer ove vrste bakterija su cijanobakterije.
- Heterotrofne bakterije. Ove bakterije dobivaju energiju konzumiranjem organskog ugljika. Sve bakterije koje uzrokuju bolesti spadaju u ovu kategoriju.
KLASIFIKACIJA BAKTERIJA NA TEMELJU SASTAVA STANIČNE STENKE
- Peptidoglikanska stanična stijenka. To su bakterije čije stanične stijenke su izgrađene od proteina peptidoglikana. Gram-pozitivne bakterije spadaju u ovu kategoriju.
- Lipopolisaharidna stanična stijenka. To su bakterije koje imaju staničnu stijenku od lipopolisaharida. Gram-negativne bakterije spadaju u ovu kategoriju.
KLASIFIKACIJA BAKTERIJA NA TEMELJU NAČINA DISANJA
- Aerobne bakterije. To su bakterije koje dišu aerobno (potreban im je kisik). Primjer je mikobakterija.
- Anaerobne bakterije. To su bakterije koje dišu anaerobno (bez kisika). Primjer su aktinomiceti.
KLASIFIKACIJA BAKTERIJA NA TEMELJU OKOLIŠA
- Termofili. To su bakterije koje prežive na ekstremno visokim temperaturama.
- Acidofili. Bakterije koje prežive u ekstremno kiselim uvjetima.
- Alkalifili. Bakterije koje prežive u ekstremno alkalnim uvjetima.
- Halofili. Bakterije koje se nalaze u slanom okruženju.
- Psihrofili. Bakterije se nalaze na niskim temperaturama kao u ledenjacima.
- Ekstremofili. Bakterije koje mogu preživjeti ekstremno teške uvjete.
RAZMNOŽAVANJE U BAKTERIJAMA
Način razmnožavanja bakterija je aseksualan. Poznata je kao binarna fisija . Jedna bakterija se dijeli na dvije stanice koje se nazivaju stanice kćeri . Ove stanice su identične jedna drugoj kao i roditeljskoj stanici. Replikacija DNK u roditeljskoj bakteriji označava početak fisije. Na kraju, stanica se produljuje i dijeli kako bi se formirale dvije stanice kćeri.
Vrijeme i brzina razmnožavanja ovise o uvjetima kao što su temperature i dostupnost hranjivih tvari. U povoljnim uvjetima, E. coli proizvodi približno 2 milijuna bakterija svakih sedam sati.
Razmnožavanje bakterija je strogo aseksualno, ali u nekim rijetkim slučajevima je spolno. Genetska kombinacija u bakterijama može se dogoditi transdukcijom, transformacijom ili konjugacijom. U takvim slučajevima moguće je da bakterije postanu otporne na antibiotike. To je omogućeno varijacijom u genetskom materijalu, za razliku od aseksualne reprodukcije gdje isti genetski materijal ostaje u generacijama.
KORISNE BAKTERIJE
Unatoč tome što je većina bakterija štetna, neke bakterije su korisne za ljude na različite načine. Prednosti bakterija uključuju:
- Fermentiranje prehrambenih proizvoda. Bakterije se koriste pri fermentaciji prehrambenih proizvoda kao što je pri izradi jogurta. Za fermentaciju se koriste bakterije Bacillus i Streptococcus.
- Pomaže u probavi i poboljšava imunološki sustav tijela. Ove bakterije uključuju Proteobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes i Firmicutes.
- Proizvodnja antibiotika koji se koriste za liječenje i prevenciju drugih bakterijskih infekcija. Na primjer, bakterije u tlu.
- Fiksacija dušika u biljkama. Dušik je među esencijalnim hranjivim tvarima biljaka. Rhizobium bakterija pomaže u fiksiranju dušika u tlu kako bi ga biljke koristile.
ŠTETNE BAKTERIJE
Većina bakterija je štetna i može uzrokovati bolesti. Oni su odgovorni za mnoge zarazne bolesti kao što su upala pluća, sifilis, tuberkuloza, karijes i difterija. Njihovi učinci mogu se liječiti uzimanjem antibiotika ili propisanim lijekovima. Međutim, prevencija je učinkovitija. Većina ovih bakterija može se eliminirati dezinfekcijom površina ili sterilizacijom alata. To se može postići različitim metodama poput primjene topline, UV zračenja, dezinficijensa i pasterizacije.
SAŽETAK
To smo naučili;
- Bakterije se odnose na jednostanične organizme koji pripadaju prokariotskoj skupini.
- Većina bakterija je štetna za ljude, ali druge imaju međusobni odnos s ljudima.
- Bakterije su mikroorganizmi koji su jednostanični i bez jezgre i drugih staničnih organela.
- Bakterije imaju sposobnost preživljavanja u iznimno teškim uvjetima.
- Bakterije se mogu klasificirati na temelju oblika, načina prehrane, načina disanja, sastava stanične stijenke i okoliša.
