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. Bakteerit eroavat suuresti muista soluista rakenteensa, kokonsa ja elintapojensa suhteen, mutta ne pystyvät suorittamaan kaikkia elämän perustoimintoja kuten aineenvaihduntaa, kasvua ja lisääntymistä.
Rakenne
Useimmat bakteerit koostuvat yhdestä solusta ja niiden perusrakenne sisältää solukalvon, soluliman ja DNA:n (nukleoidi), mutta niillä ei ole erillistä tumakoteloa. Monilla on soluseinämä, jonka kemiallinen koostumus vaihtelee (esimerkiksi grampositiivisilla paksu peptidoglykaanikerros, gramnegatiivisilla ohut peptidoglykaanikerros ja ulkokalvo). Joillakin lajeilla on myös limakerros tai kapseli, joka suojaa soluja ja auttaa kiinnittymisessä pintoihin. Liikkumiseen bakteereilla voi olla flagella (ripsiä), ja solujen välillä voi olla yhteyksiä kuten piliä (sukupuuttumisessa tärkeä).
Muodot ja luokittelu
Bakteerien muotoja ovat esimerkiksi pallomaiset (kokit), sauvanmuotoiset (bacillit), kierteiset (spirillit) ja haarautuneet muodot. Luokittelu perustuu morfologiaan, soluseinämän ominaisuuksiin (esimerkiksi Gram-värjäyksen tulos), biokemiallisiin piirteisiin ja nykyisin yhä useammin DNA-analyysiin. Lisäksi bakteerit voidaan luokitella esimerkiksi hapentarpeen (aerobit, anaerobit), ravinnonhankintatavan (autotrofiset vs. heterotrofiset) tai elinympäristön mukaan (esimerkiksi extremofiilit).
Elintavat ja lisääntyminen
Lähes kaikki bakteerit ovat niin pieniä, että ne voidaan nähdä vain mikroskoopilla. Bakteerit koostuvat yhdestä solusta, joten ne ovat eräänlaisia yksisoluisia organismeja. Niiden tavallinen lisääntymistapa on jakautuminen (binaarinen fissi), jossa yksi solu jakautuu kahdeksi tytärsoluksi. Lisäksi bakteerit voivat vaihtaa perintöainesta horisontaalisen geeninsiirron keinoin: ulkoisen DNA:n ottaminen (transformaatio), virusten välityksellä tapahtuva siirto (transduktio) tai suora solujen välinen siirto soluja yhdistävän konjugaation kautta.
Elinympäristöt
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. Joitakin lajeja tavataan äärimmäisissä olosuhteissa, kuten kuumissa lähteissä, suolajärvissä tai happamissa ympäristöissä (extremofiilejä).
Merkitys ihmiselle ja ekosysteemeille
Bakteerit vaikuttavat elämään monin tavoin. Jokaisessa kehossamme on suunnilleen yhtä paljon bakteerisoluja kuin ihmissoluja; erityisesti suolistofloora on tärkeä ruoan pilkkomisessa, vitamiinien tuotannossa ja immuunijärjestelmän kehityksessä. Jotkut bakteerit aiheuttavat sairauksia (patogeenit), mutta toiset auttavat meitä jokapäiväisissä toiminnoissa, kuten ruoansulatuksessa (suolistofloora). Teollisuudessa bakteereja käytetään muun muassa elintarvikkeiden valmistuksessa, kuten juuston ja jogurtin fermentaatiossa, sekä bioteknologiassa entsyymien ja lääkkeiden tuotannossa. Ekologisesti bakteerit osallistuvat ainekiertoon hajottajina ja jotkut sitovat typpeä ilmakehästä, mikä on tärkeää kasvien ravinteiden saannille.
Tutkimus, hoidot ja haasteet
Bakteriologian perustaja oli saksalainen biologi Ferdinand Cohn (1828-1898). Hän julkaisi ensimmäisen biologisen bakteerien luokittelun, joka perustui bakteerien ulkonäköön. Sittemmin bakteriologia on kehittynyt huimasti: nykytekniikoilla tunnistetaan lajeja geneettisesti ja kehitetään antibiootteja, rokotteita sekä muita hoitomuotoja. Yksi suuri haaste nykyaikana on antibioottiresistenssin leviäminen, mikä tekee aiemmin helposti hoidettavista infektioista vaikeampia. Tämän vuoksi oikea antibioottien käyttö, hygieniaratkaisut ja uusien hoitomuotojen kehitys ovat tärkeitä.
Yhteenveto
Bakteerit ovat monimuotoinen ja ekologisesti keskeinen ryhmä yksisoluisia organismeja. Ne ovat sekä hyödyllisiä että joskus haitallisia ihmisille ja ympäristölle. Mikrobiologian tutkimus ja bioteknologian sovellukset hyödyntävät bakteerien ominaisuuksia monin tavoin, mutta samaan aikaan niiden hallinta, esimerkiksi antibioottiresistenssin torjunta, on tärkeä julkisen terveyden haaste.
