Bakteerit | Ne ovat prokaryoottisia mikro-organismeja

Bakteerit (yksikkö: bakteeri) ovat hyvin pieniä organismeja. Ne ovat prokaryoottisia mikro-organismeja. Bakteerisoluilla ei ole ydintä, eikä useimmilla niistä ole kalvoilla ympäröityjä soluelimiä. Useimmilla on soluseinämä. Niillä on DNA, ja niiden biokemia on periaatteessa sama kuin muilla elävillä olennoilla. Ne kuuluvat yksinkertaisimpiin ja vanhimpiin eliöihin.

Lähes kaikki bakteerit ovat niin pieniä, että ne voidaan nähdä vain mikroskoopilla. Bakteerit koostuvat yhdestä solusta, joten ne ovat eräänlaisia yksisoluisia organismeja. Ne olivat yksi varhaisimmista elämänmuodoista, ja ne ovat yksinkertaisia yksisoluisia organismeja. Niihin kuuluu extremofiilejä, jotka elävät äärimmäisissä elinympäristöissä.

Yksittäisiä bakteereja on luultavasti enemmän kuin mitään muuta organismia planeetalla, lukuun ottamatta viruksia. Useimmat bakteerit elävät maaperässä tai vedessä, mutta monet elävät myös muiden eliöiden, myös ihmisten, ihon sisällä tai iholla. Jokaisessa kehossamme on suunnilleen yhtä paljon bakteerisoluja kuin ihmissoluja. Jotkut bakteerit aiheuttavat sairauksia, mutta toiset auttavat meitä jokapäiväisissä toiminnoissa, kuten ruoansulatuksessa (suolistofloora). Joitakin käytämme tehtaissa juuston ja jogurtin valmistukseen.

Bakteriologian perustaja oli saksalainen biologi Ferdinand Cohn (1828-1898). Hän julkaisi ensimmäisen biologisen bakteerien luokittelun, joka perustui bakteerien ulkonäköön.

Lisääntyminen ja geeninsiirto

Bakteeri lisääntyy (luo lisää bakteereja) jakautumalla kahtia ja luomalla kaksi "tytärsolua". Kumpikin tytärsolu on muodoltaan identtinen vanhemman kanssa.

Bakteereilla ei ole sukupuolta, mutta ne siirtävät DNA:ta useiden erilaisten horisontaalisten geenisiirtojen avulla. Näin ne jakavat antibioottiresistenssiä kannasta toiseen. Monien bakteerikantojen täydellinen DNA-sekvenssi tunnetaan. Jokaisella bakteerilla on vain yksi kromosomi.

Shape

Bakteerien koko ja muoto vaihtelevat suuresti, mutta yleensä ne ovat vähintään kymmenen kertaa suurempia kuin virukset. Tyypillinen bakteeri on halkaisijaltaan noin 1 µm (yksi mikrometri), joten tuhat bakteeria rivissä olisi yhden millimetrin pituinen. Maapallolla on noin viisi miljoonaa (5×10³⁰ ) bakteeria.

Bakteerit tunnistetaan ja ryhmitellään niiden muodon perusteella. Bakteerit ovat sauvamaisia, kookit ovat pallonmuotoisia, spirillat ovat spiraalinmuotoisia ja vibriot ovat pilkun tai bumerangin muotoisia.

Bakteerien eri muodot

Taudinaiheuttajat

Patogeeniset bakteerit, eli haitalliset bakteerit, pääsevät ihmiskehoon ilmasta, vedestä tai ruoasta. Sisään päästyään nämä bakteerit kiinnittyvät hengitysteiden, ruoansulatuskanavan tai avoimen haavan tiettyihin soluihin tai tunkeutuvat niihin. Siellä ne alkavat lisääntyä ja levitä ja käyttävät elimistön ruokaa ja ravintoaineita energiansaantina, jotta ne voivat lisääntyä.

Extremophiles

Jotkut bakteerit ovat extremofiilejä. Jotkut mikrobit viihtyvät kivien sisällä jopa 580 metriä merenpohjan alapuolella 2,6 kilometrin syvyydessä Tyynenmeren luoteisosassa Yhdysvalloissa. Erään tutkijan mukaan "mikrobeja löytyy kaikkialta - ne ovat äärimmäisen sopeutuvaisia olosuhteisiin ja selviytyvät missä tahansa."

Virukset

Virukset olivat bakteerien ensimmäiset ja vakavimmat viholliset. Virukset hyökkäävät bakteerien kimppuun kaikkialla, missä bakteeritkin ovat. Bakteerien kimppuun hyökkääviä viruksia kutsutaan bakteriofageiksi.

Nyt tiedetään jotakin siitä, miten bakteerit suojautuvat viruksia vastaan. Useimmilla bakteereilla on CRISPR-Cas-järjestelmiä, jotka ovat adaptiivinen puolustuskeino viruksia vastaan. Ne pitävät viruksen DNA:n osia. Niitä käytetään viruksen myöhempien infektioiden kohdentamiseen ja tuhoamiseen. Prosessi muistuttaa RNA-interferenssiä.

Niiden luokittelun historia

Kaikki nykyaikaiset ajatukset alkavat DNA:n ja RNA:n sekvenssianalyysistä. Vuonna 1987 Carl Woese, molekulaarisen fylogenian vallankumouksen edelläkävijä, jakoi bakteerit 11 jaostoon 16S-ribosomaalisen RNA:n (SSU) sekvenssien perusteella:

Proteobakteerit: Purppurabakteerit ja niiden sukulaiset

Alfa-alaryhmä: violetit ei-rikkibakteerit, rhizobakteerit, Agrobacterium, Bartonella, Rickettsiae, Nitrobacter)

Beta-alajako: (Rhodocyclus, (jotkut) Thiobacillus, Alcaligenes, Spirillum, Nitrosovibrio)

Gamma-alajako: suolistoperäiset bakteerit, fluoresoivat pseudomonadit, violetit rikkibakteerit, Legionella, (jotkin) Beggiatoa-bakteerit

Deltan osa-alue: Rikki- ja sulfaattipelkistäjät (Desulfovibrio), Myxobacteria, Bdellovibrio.

Grampositiiviset Eubakteerit

Korkean G+C-pitoisuuden omaavat lajit - aktinobakteerit (Actinomyces, Streptomyces, Arthrobacter, Micrococcus, Bifidobacterium).

Vähän G+C:tä sisältävät lajit - Firmicutes (Clostridium, Peptococcus, Bacillus, Mycoplasma).

Fotosynteettiset lajit (Heliobacterium)

Lajit, joilla on gramnegatiiviset seinämät (Megasphaera, Sporomusa).

Syanobakteerit ja kloroplastit (Aphanocapsa, Oscillatoria, Nostoc, Synechococcus, Gleoebacter, Prochloron).

Spirochaetes ja sukulaiset

Spirokeetat (Spirochaeta, Treponema, Borrelia)

Leptospiras (Leptospira, Leptonema)

Vihreät rikkibakteerit (Chlorobium, Chloroherpeton).
Bacteroides, Flavobacteria ja sukulaislajit

Bacteroides (Bacteroides, Fusobacterium)

Flavobacterium-ryhmä (Flavobacterium, Cytophaga, Saprospira, Flexibacter).

Planctomyces ja sukulaiset

Planctomyces-ryhmä (Planctomyces, Pasteuria)

Termofiilit (Isocystis pallida)

Klamydiat (Chlamydia psittaci, Chlamydia trachomatis).
Säteilynkestävät mikrokoskit ja niiden sukulaiset

Deinococcus-ryhmä (Deinococcus radiodurans)

Termofiilit (Thermus aquaticus)

Vihreät rikittömät bakteerit ja niiden sukulaiset

Chloroflexus-ryhmä (Chloroflexus, Herpetosiphon).

Thermomicrobium-ryhmä (Thermomicrobium roseum)

Thermotogae

Aiheeseen liittyvät sivut

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mitä bakteerit ovat?

V: Bakteerit ovat hyvin pieniä organismeja, jotka ovat prokaryoottisia mikro-organismeja. Niillä ei ole ydintä eikä useimmilla ole organelleja, joita ympäröivät kalvot, mutta niillä on soluseinä ja DNA.

K: Kuinka suuria bakteerit ovat?

V: Useimmat bakteerit ovat niin pieniä, että niitä voi tarkastella vain mikroskoopilla.

K: Ovatko bakteerit yksisoluisia eliöitä?

V: Kyllä, bakteerit koostuvat yhdestä solusta, joten ne ovat eräänlaisia yksisoluisia organismeja.

K: Milloin bakteriologia alkoi?

V: Bakteriologian perustaja oli saksalainen biologi Ferdinand Cohn (1828-1898). Hän julkaisi ensimmäisen biologisen luokittelun bakteereista niiden ulkonäön perusteella.

K: Missä useimmat bakteerit elävät?

V: Useimmat bakteerit elävät maaperässä tai vedessä, mutta monet bakteerit elävät myös muiden eliöiden, myös ihmisten, ihon sisällä tai iholla.

K: Kuinka monta bakteerisolua on olemassa verrattuna ihmisen soluihin?

V: Bakteerisoluja on jokaisessa kehossamme suunnilleen yhtä paljon kuin ihmissoluja.

K: Mikä rooli joillakin bakteerityypeillä on jokapäiväisessä elämässä? V: Jotkin bakteerityypit auttavat meitä sulattamaan ruokaa (suolistofloora) ja toisia käytämme tehtaissa juuston ja jogurtin valmistukseen.