Бактерії

Загальна характеристика бактерій

Розміри та форми

Бактерії — мікроскопічні організми, середній розмір яких становить від 0,5 до 10 мкм.

Бактерії присутні у всіх середовищах на Землі. Їх можна знайти як у льодах Антарктиди, так і в гарячих гейзерах. Вони навіть живуть на стінках ядерних реакторів. Така надзвичайна здатність до виживання пояснюється їхнім швидким розмноженням: за сприятливих умов бактерії можуть ділитися кожні 20 хвилин.

Вони мають різноманітні форми:

• Кулясті (коки);
• Паличкоподібна (бацили);
• Спіральна (спірилі);
• Вигнута (вібріони).
• Звивисті (спірохети)

Іл. 1. Різноманітність форм бактерій

Особливості будови

Бактеріальна клітина має просту структуру, яка включає:

• Клітинну стінку (2), що складається з муреїну, забезпечуючи форму та захист клітини;
• Слизову капсулу (4) з полісахаридів (у деяких видів), захищає клітину від механічних пошкоджень і дії бактеріофагів;
• Плазматичну мембрану (6), яка контролює обмін речовин;
• Цитоплазму (5), що містить клітинні органели;
• Нуклеоїд (7) — кільцева молекула ДНК;
• Рибосоми (8), які синтезують білки;
• Жгутики (1) для руху;
• Ворсинки (пілі), Фімбрії виконують адгезивну (зчеплення) функцію, статеві забезпечують кон’югацію (передачу генетичного матеріалу між клітинами)
• Мезосоми (3) — впячування мембрани для метаболічних процесів.

Типи живлення

Бактерії поділяються за способом живлення на:

1. Автотрофи — синтезують органічні речовини з неорганічних:
   • Фототрофи здійснюють фотосинтез (наприклад, ціанобактерії, зелені та пурпурові бактерії);
   • Хемотрофи перетворюють неорганічні речовини за рахунок енергії, що виділяється під час хімічних реакцій, і спрямовують її на синтез органічних речовин (залізобактерії, сіркобактерії, нітрифікуючі бактерії).
2. Гетеротрофи — використовують готові органічні речовини:
   • Сапротрофи (живляться мертвою органікою);
   • Симбіонти (одержують органічні речовини в результаті симбіозу з іншими організмами; наприклад, бульбочкові бактерії);
   • Паразити (використовують органічні речовини живих організмів; хвороботворні бактерії).

Типи дихання

Бактерії можуть бути:

• Аеробами, що потребують кисню;
• Анаеробами, які живуть без кисню;
• Факультативними анаеробами, здатними жити в обох умовах.

Розмноження

Відбувається поділом на дві клітини. Спочатку відбувається реплікація ДНК, потім у клітині утворюється поперечна перегородка. За сприятливих умов один поділ відбувається кожні 15–20 хвилин. Бактерії здатні утворювати колонії - скупчення тисяч і більше клітин, що є нащадками однієї початкової клітини (у природі колонії бактерій виникають рідко; зазвичай - в штучних умовах живильного середовища)

Кон’югація бактерій – це односпрямований процес передачі частини генетичного матеріалу (бактеріальної хромосоми) при прямому контакті двох клітин (донора і реципієнта)

Переживання несприятливих умов

За несприятливих умов бактерії утворюють спори (ендоспора) з щільними капсулами, які можуть витримувати екстремальні температури та залишатися життєздатними десятиліттями.

Ендоспора – це форма спокою у бактерій, яка утворюється всередині клітини за несприятливих умов. Вона не є способом розмноження, а лише допомагає бактерії вижити в складних умовах.

Яку роль відіграють бактерії в природі та житті людини?

Позитивне значення:

• Санітари природи: бактерії розкладають органічні залишки, очищаючи довкілля.
• Ґрунтоутворення: беруть участь у формуванні родючого шару землі.
• Очищення водойм і стічних вод: допомагають розкладати забруднення.
• Участь у колообігу речовин: відіграють ключову роль у циклах вуглецю (C), азоту (N), сірки (S) та заліза (Fe).
• Біотехнології: використовуються у виробництві ліків, ферментів та інших продуктів. -Виробництво кисломолочних продуктів: необхідні для створення йогуртів, кефіру, сиру.

Негативне значення:

• Збудники захворювань: викликають хвороби у рослин, тварин і людини.
• Шкода від процесів гниття: призводять до псування продуктів і матеріалів.

Бактерії як збудники хвороб

Деякі бактерії викликають захворювання у людей:

• Дифтерія (Corynebacterium diphtheriae) — уражає верхні дихальні шляхи.
• Туберкульоз (Mycobacterium tuberculosis) — уражає легені, органи черевної порожнини, кістки та суглоби, лімфатичні вузли.
• Кашлюк (Bordetella pertussis) — уражає верхні та нижні дихальні шляхи.
• Тиф (Rickettsia) — уражає внутрішні стінки кровоносних судин.
• Правець (Clostridium tetani) — уражає кров і рухові нейрони спинного мозку.
• Черевний тиф (Salmonella typhi) — уражає травний тракт, лімфу, кров, легені, кістковий мозок, селезінку.
• Сальмонельоз (Salmonella) — уражає травний тракт.
• Бацилярна дизентерія (Shigella) — уражає тонку та товсту кишку.
• Холера (Vibrio cholerae) — уражає тонкий кишківник.

Бактерії є важливими компонентами екосистем і мають широкий спектр застосувань у медицині, сільському господарстві та промисловості.