Bakterije su najbrojnija skupina organizama. Većina je ovih jednostaničara nužna za održavanje života ostalih makroorganizama na Zemlji. Te su bakterije bile bitne u biološkoj evoluciji, a danas su osnova svakog hranidbenog lanca u prirodi. Prisutni su u tlu i vodi. Ostale su bakterije pripadnici fiziološke flore ljudi i životinja (obitavaju na koži, u usnoj i nosnoj sluznici, crijevima, donjem dijelu ženskog spolnog sustava), obavljaju poželjne kemijske procese te se primjenuju u raznim gospodarskim djelatnostima. Od 1500 opisanih vrsta bakterija, samo su stotinjak vrsta ljudski patogeni.
Morfološka i uzgojna svojstva bakterija, njihov rast, metabolizam i genetiku proučava dio mikrobiologije koji se zove bakteriologija. Medicinska bakteriologija proučava rikecije, klamidije i patogene bakterije koje oštećuju organizam proizvodima svojeg metabolizma (toksini).
GRAĐA BAKTERIJA
Veličina stanica pojedinih bakterijskih vrsta je različita i nije stalna. Duljina im se kreće od 0.3 do 20 μm, a promjer od 0.5 do 2.0 μm, stoga možemo zaključiti da bakterije nisu vidljive golim okom. Promjene u veličini bakterija mogu nastati zbog djelovanja različitih činitelja kao što su toplina, promjena pH, te starost bakterijske kulture.
· Citoplazma je polutekuća tvar koja čini najveći dio bakterijske stanice. U njoj se zbiva većina metaboličkih procesa jer sadrži organske i neorganske tvari te organele.
· Nukleoid ili jezgrina tvar je ekvivalent jezgre. Slobodno je rasprostranjena u središnjem dijelu citoplazme. Pretežno sadrži DNK te RNK, zbog čega kažemo da je nositelj nasljednih uputa.
· Plazmidi imaju funkciju nasljednog aparata koji je neovisan o jezgrinoj tvari. Kružnog su oblika i unjima se nalaze geni. Najznačajniji plazmidi određuju rezistentnost bakterija na antibiotike (R-činitelji).
· Ribosomi su kuglastoga oblika, većim dijelom sastavljeni od RNA. To su mjesta gdje se zbiva sinteza bjelančevina. Mogu biti slobodni ili vezani za citoplazmatsku membranu.
· Membrana je debela 5 do 10 nm i vidljiva je elektronskim mikroskopom. Sastoji se od slojeva fosfolipida i bjelančevina. Obavlja razne funkcije važne za život bakterijske stanice: regulira ulazak tvari, izlazak proizvoda razgradnje i osmotsku ravnotežu.
· Stanična stijenka je čvrsta i elastična tvorevina građena od peptidoglikana (mureina). Gotovo sve vrste bakterija posjeduju ovaj stanični dio koji okružuje i štiti unutrašnjost bakterijske stanice od mehaničkih oštećenja i promjene tlaka.
· Kapsula i glikokaliks su sluzave tvorbe na površini stanica nekih vrsta bakterija (kapsulogene bakterije). Stvaraju ih enzimi na membrani stanice, a izlučuju se na površini stanične stijenke. Štite bakteriju od djelovanja fagocita, infekcije bakteriofaga i od nepovoljnih utjecaja okoliša.
· Bičevi ili flagele (lat. flagellum – bič) – omogućavaju pokretanje nekim bakterijama (najčešće bacilima). Izbijaju iz bazalnih tjelešaca smještenih dijelom na unutarnjoj strani citoplazmatske membrane, a dijelom na staničnoj stijenci. Građeni su od bjelančevina flagelina, malih su dimenzija i vidljivi samo elektronskim mikroskopom.
· Fimbrije (lat. fimbria – vlakno) i pili (lat. pilius – dlaka) su uglavnom ravne i čvrste tvorbe koje se nalaze na površini stanica gram-negativnih bakterija (vidi niže). U odnosu na bičeve su brojnije i mnogo manje, građene od bjelančevine fibrilina odnosno pilina. Pilima bakterije prijanjaju na stanice makroorganizama te se koloniziraju. Fimbriji povezuju dvije bakterije omogućujući konjugaciju.
RAST I RAZMNOŽAVANJE
Rast bakterija podrazumjeva povećanje veličine njihovih stanica, ali i povećanje njihova broja nakon razmnožavanja, što rezultira stvaranjem kolonija. Postoje vrsne i metaboličke razlike vezane za rast i razmnožavanje bakterija. Na te procese utječu nasljedni činitelji. Bakterije se počinju razmnožavati kada njihove stanice narastu do veličine svojstvene određenoj vrsti. To se zbiva povoljnim hranidbenim, energijskim, atmosferskim i temperaturnim uvjetima. Najveći broj bakterijskih vrsta razmnožava se jednostavnom, binarnom diobom, pri kojoj od jedne bakterijske stanice nespolnim načinom nastaju dvije nove stanice. Plazimidi se najčešće prenose konjugacijom koja nastaje doticanjem dviju bakterija preko spolne pili. Ostali oblici genskoga prijenosa kod bakterija uključuju transformaciju, transdukciju i transpoziciju koji se najčešće vrše umjetnim postupcima u genetičkom inženjerstvu.
- Bakterije se razmnožavaju na više načina:
1. binarnom diobom,
2. pupljenjem,
3. egzosporama (spoljašnje spore),
4. fragmentacijom (podelom na više delova) i
5. posebnim načinima spolnog razmnožavanja.
Binarna dioba (prosta dioba ili amitoza) je tip razmnožavanja pri kojem se jedna stanica podeli na dvije nove stanice - bakterije. Brzina i intezitet razmnožavanja su ogromni o čemu govori podatak da se u povoljnim uslovima neke bakterije dijele na svakih 20 do 30 minuta. Prije diobe DNK se pričvrsti za staničnu membranu, a zatim se izvrši njena replikacija. Bakterije sadrže 1 molekulu DNK u obliku prstena (prstenasta DNK). Novonastala molekula se pričvrsti za staničnu membranu pored stare molekule. Nakon toga se bakterija podijeli na dva jednaka ili nejednaka dijela sa po jednom molekulom DNK u svakom dijelu.
Bakterije ponekad vrše neku vrstu spolnog procesa jer tada dolazi do razmjene genetičkog materijala između bakterija. Pri tome jedna bakterija dobija, na različite načine, dio DNK druge bakterije.
- Razmjena genetičkog materijala se može obaviti na tri načina:
1. konjugacija,
2. transformacija
3. transdukcija.
Pri konjugacijise dvije bakterije spajaju proteinskim mostom kroz koji dio ili cijelu DNK jedne bakterije (naziva se davaoc) prelazi u drugu bakteriju (primaoc). Daljnjim razmnožavanjem bakterije primaoca potomstvo će sadržati genetički materijal oba „roditelja“ (i primaoca i davaoca).
Transformacija je proces kojim se DNK, koja se oslobodi razlaganjem ili raspadanjem jedne bakterije, uzima (guta) od strane druge bakterije.
Transdukcijaje proces kojim se DNK prenosi iz jedne u drugu bakteriju pomoću određenog bakteriofaga. Prilikom izvlačenja profaga iz hromozoma bakterije greškom on može da ponese i susjedni dio DNK bakterije i da ga prenese u drugu bakteriju.
VRSTE BAKTERIJA PREMA OBLIKU
Kuglaste bakterije ili koki (grč. coccus – zrno) imaju oblik kugle. Kada nakon diobe stanice ostanu zajedno, tada nastaju diplokoki (dvije jedinke), streptokoki (lanac), stafilokoki (grozd), tetrakoki (dva para) ili sarcine (osam jedinki)
Štapićaste bakterije ili bacili (lat. bacillus – štapić) mogu biti različite duljine i promjera. Ako se nakon diobe štapići ne razdvajaju, zovu se diplobacili (u paru), streptobacili (lanac) ili palisade (poredani usporedno).
Zavojite bakterije ili spirili su u osnovi štapićaste bakterije jedanput ili više puta zavijene oko svoje zamišljene osi. Mogu biti vibrioni i spirohete.
METABOLIZAM BAKTERIJA
Biološka uspješnost bakterija (velika brojnost, sposobnost da žive u svim vrstama staništa) je rezultat njihovog metabolizma, koji je praćen malom veličinom, brzim razmnožavanjem i sposobnošću obrazovanja spora. Ne postoji jednostavno ili jedinstveno pravilo u vezi njihovog metabolizma.
Način ishrane
Prema načinu ishrane, odnosno da li same stvaraju hranjive materije ili uzimaju gotove iz prirode, bakterije se dijele na:
1. Autotrofne
2. Heterotrofne.
Autotrofne bakterije
U zavisnosti od toga koji izvor energije koriste, autotrofne bakterije mogu biti:
- fotosintetske (fototrofne) i
- kemosintetske (kemotrofne),
Fotosintetske koriste Sunčevu energiju kao izvor energije za proizvodnju hranljivih materija. Ta fotosinteza se razlikuje od one kod biljaka po tome što se pri njoj ne oslobađa kisik i bakterioklorofil može da vrši fotosintezu i u mraku.
Kemosintetske bakterije kao izvor energije za proizvodnju hrane koriste kemijsku energiju koju dobijaju oksidacijom različitih neorganskih jedinjenja.
U zavisnosti od toga koja jedinjenja oksidišu razlikuju se:
· nitrifikacione,
· gvožđevite (oksidišu gvožđe),
· sumporne,
· metanske,
vodonične i dr.
Nitrifikacione bakterije oksidišu amonijak u nitrite, a zatim nitrite u nitrate (soli azota koje biljke mogu da koriste)
Heterotrofne bakterije
Ove bakterije uzimaju gotove organske materije iz spoljašnje sredine. Mogu biti:
- saprofitske (saprobne) i
- parazitske.
Saprofiti koriste organske materije iz uginulih organizama i raznog organskog otpada. One luče enzime koji krupne organske molekule razlažu na male organske i neorganske molekule. Bakterije te male organske molekule upijaju kroz pore na ćelijskom zidu.
Saprofitske bakterije zajedno sa gljivama predstavljaju najznačajnije organizme na našoj planeti iz kategorije razlagača (mineralizatora). Ovi oblici organizama razlažu uginula bića na manje organske i neorganske (mineralne) molekule. Neke od njih imaju sposobnost da ugljenik iz uginulih organizama pretvaraju u ugljen-dioksid(koriste ga biljke u fotosintezi). Bez ovih bakterija ugljenik i mnogi drugi elementi bili bi nepovratno blokirani u telu uginulih organizama . Život na našoj planeti bi, u ovom sadašnjem obliku, tada prestao.
Saprofitske bakterije se javljaju i u humanim ćelijama kao npr. meningokoke (izazivaju meningitis-zapaljenje moždanih opni) i gonokoke (izazivaju gonoreju - kapavac).
Paraziti organske materije uzimaju iz živih organizama. Oni žive na račun domaćina izazivajući bolest (patogene). Neke od njih izazivaju oboljenja samo u određenim uslovima sredine.
UZGOJ BAKTERIJA
Bakterije uzgajamo zato da bismo ih identificirali, proučavali i vidjeli na koje antibiotike su osjetljive. Radimo to i zato da bismo proizvodili cjepiva i stvarali korisne mutante (oni koji proizvode ljudski inzulin ili antibiotike).
PODLOGE ZA RAZVOJ KOLONIJA
Podloge oponašaju prirodni okoliš bakterija. Osim hrane i ostalih tvari (pogledaj na metabolizam), moramo osigurati prihvat elektrona na kraju respiratornog lanca (kisik ili nešto drugo). Podloge mogu biti prirodne, polusintetske i sintetske. Sintetske se spravljaju od definiranih sintetskih spojeva, pa omogućuju usporedbu podataka iz cijelog svijeta. Mogu biti tekuće, krute i polukrute.
- TEKUĆE
Najčešće se koriste hranjivi bujon (najčešće mesni ekstrakt+NaCl) ili peptonska voda. Peptoni su polipeptidi koji se dobiju proteolitičkom razgradnjom mesa. Dodaci: šećeri, boje, indikatori, serum, žuč, krv. Javlja se zamućenje, paučinaste tvorbe, ponekad talog, kožica na površini, hemoliza (razbistri se), ponekad mjehuri plinova.
- KRUTE
Agar se dobiva od alge Gellidium corneum i to tako da se dotična zagrije na 100 stupnjeva i tako se otopi, zatim se suši pa stavi u vodu da nabubri, i ohladi se ispod 45 stupnjeva da se skrutne i tako dobijemo želatinozna masa koja sadrži agaropentozu i agaropektin. To je osnova za tvorbu krutih podloga i zove se neutralni agar. Ako se doda 10% krvi onda se to zove krvni agar, a iz krvnog se dobije čokoladni ako se zagrijava da hemoglobin pređe u methemoglobin. Kad se dodaje neki šećer onda se agar zove po njemu (npr. saharoza agar), možemo imati i sojin agar i ko zna kakav sve agar. Ako se agar stavi u epruvetu onda je to duboki agar a ako se ukosi onda je ukošeni (živjela logika). Agar izliven u Petrijevku naziva se agar ploča. Želatina se rijetko koristi jer ju je teško učiniti sterilnom. Dobiva se kuhanjem životinjskih kostiju, hrskavice i drugih dijelova.
- POLUKRUTE
Uvijek u epruveti, a sadrže 0,2-0,4 % agara. Koriste se za praćenje kretanja mikroorganizama. Po sastavu podloge mogu biti jednostavne i složene. Jednostavne sadrže samo jednesencijalnu supstanciju (npr. mesni bujon, peptonska voda). Složene se dijele na selektivne i diferencijalne. Diferencijalne podloge najčešće sadrže neku fermentabilnu tvar uz odgovarajući indikator, što omogućuje razlikovanje pojedinih vrsta.
RASPROSTRANJENOST BAKTERIJA
Ima ih posvuda u prirodi - to se kaže ubikvitarni
Zemlja
Bakterije i gljivice od kojih većina ne uzrokuje bolest, ali ima i nekih vrlo opakih mikroba: Clostridium botulinum, Clostridium tetani, spore Bacillus anthracis, ličinke i jajašca parazita.
Voda
Pseudomonas, Microccocus, vibrioni, protozoe, spirohete, Clostridium. Čista voda je loša sredina za mikrobe zbog osmotskog tlaka i nedostatka hrane. Otpadne i prljave vode imaju Salmonele, Shigele, Vibrio chloreae, Mycobacterium tuberculosis, ciste Entamoebae histolitica, viruse polimijelitisa i hepatitisa.
Zrak
je nepogodna sredina za mikrobe, pa mogu kratko živjeti. Pogodniji su zatvoreni prostori zbog prašine: streptokoki, stafilokoki, Corynebacterium diphteriae, Mycobacterium tuberculosis, virusi polimijelitisa, kapljične infekcije. Mikroorganizmi sa ljudi u zrak dospijevaju ljuštenjem kože, sa sasušenog gnoja rana, a najviše sekretima dišnog trakta. Flueggeove kapljice iz zaraženog dišnog trakta padaju na predmete i tlo, zalijepe na prašinu i osuše, a zatim tu prašinu udahne neki zdravi pehist.
Biljke, životinje, hrana.
Pogotovo gljivice i plijesni, ali i bakterije, npr. Salmonele. Osobito su ugroženi mlijeko, meso, jaja. Clostridium botulinum je prije bio strah i trepet konzervi.
Nema komentara:
Objavi komentar