Bacterii

Bacteriile sunt organisme microscopice, unicelulare, care există în fiecare mediu, atât în interiorul cât și în exteriorul altor organisme. Pot avea forme variate, de la sfere și bastonașe până la spirale sau virgule. De obicei, măsoară câțiva micrometri în lungime și formează o mare parte din biomasa terestră. Se crede că bacteriile au fost primele organisme care au apărut pe Pământ, acum aproximativ 4 miliarde de ani

Există diferite tipuri de bacterii, clasificate în funcție de mai multe criterii, inclusiv bacterii Gram-pozitive și Gram-negative, fiecare cu caracteristici distincte. Unele dintre cele mai comune bacterii sunt: Escherichia coli (E. coli), Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Clostridium difficile.

Bacteriile sunt procariote, ceea ce înseamnă că nu au un nucleu delimitat de o membrană și, în general, au dimensiuni mult mai mici decât cele ale celulelor eucariote. Se pot reproduce rapid prin scindare binară, divizându-se în două celule identice, iar supraviețuirea acestora este adesea legată de capacitatea lor de a se adapta la factorii de stres. Bacteriile trăiesc în organismul uman, animal sau în diferite medii, unele dintre ele supraviețuind în condiții extreme.

Deși unele bacterii pot provoca infecții și boli, majoritatea sunt inofensive sau benefice pentru oameni și alte organisme, formând microbiomul intestinal care contribuie la digestie, producția de nutrienți și la protecția împotriva altor patogeni.

Bacteriile diferă de alți agenți patogeni precum ciuperci, virusuri sau paraziți prin structură, dimensiune, reproducere și mod de viață.

Ce sunt bacteriile?

Bacteriile sunt microorganisme unicelulare care nu au o membrană nucleară, sunt active metabolic și se divid prin scindare binară. Majoritatea bacteriilor nu sunt dăunătoare, dar anumite tipuri pot cauza îmbolnăviri. Ele susțin multe forme de viață, atât vegetală cât și animală, și sunt folosite în procese industriale și medicinale.

La suprafață, bacteriile par a fi forme de viață relativ simple, de fapt, sunt complexe și foarte adaptabile. Multe bacterii se înmulțesc rapid, diferite specii pot utiliza o varietate enormă de substraturi de hidrocarburi, inclusiv fenol, cauciuc și petrol și pot supraviețui în condiții extreme. Aceste organisme există pe scară largă atât în ​​forme parazitare, cât și în forme libere, estimându-se că că Pământul găzduiește cel puțin 5 nonilioane de bacterii.

Cum arată bacteriile?

Bacteriile sunt descrise ca organisme unicelulare foarte simple și cu dimensiuni reduse, în general măsoară doar 0,5-1,5 μm, dar pot ajunge și la o lungime de 7-8 μm. Pot avea diferite forme: sferică, alungită sau spiralată (elicoidală). Diferite tipuri de bacterii vor produce colonii cu aspect diferit, unele colonii pot fi colorate, unele colonii sunt circulare ca formă, iar altele sunt neregulate.

Tipuri de bacterii

Există numeroase tipuri de bacterii clasificate în funcție de diferite criterii cum ar fi forma, nevoia de oxigen, material genetic sau colorație.

Forma bacteriei

Bacterille pot exista ca celule unice, în perechi, lanțuri sau grupuri și în funcție de forma lor se împart în 5 clase:

Numele științific

O modalitate prin care cercetătorii clasifică bacteriile este după numele lor științific conform sistemului binomial introdus de Carl Linnaeus (1674-1748). Așadar o bacterie are un nume de specie, care este compus dintr-un nume de gen care va spune cărui gen aparține și un epitet de specie care, împreună cu numele genului, este unic pentru bacterie.

De exemplu: Moraxella bovis , unde numele genului indică faptul că bacteria aparține genului Moraxella, iar epitetul speciei indică faptul că bacteria a fost izolată de la bovine.

Numele genului și epitetul speciei formează împreună numele științific al speciei, care este întotdeauna scris cu caractere cursive.

Nevoia de oxigen

Bacteriile pot fi clasificate și în funcție de nevoia lor de oxigen pentru a trăi și a crește. Acestea se împart în:

Genomul bacterian

Bacteriile pot fi identificate după genomul bacterian, adică informațiile genetice codificate în ADN. Replicarea genomului este esențială pentru moștenirea trăsăturilor determinate genetic. Expresia genelor implică de obicei transcrierea ADN-ului în ARN mesager și translatarea ARNm în proteină.

Există bacterii:

• • Cu genom circular –  Genomuri sunt organizate sub formă de molecule circulare de ADN și sunt specifice majorității bacteriilor printre care și. Escherichia coli, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, etc.
    • Cu plasmide și bacteriofagi – Aceste bacterii prezintă, pe lângă genomul circular principal, și elemente genetice extracromozomiale, cum ar fi plasmidele și bacteriofagii (Salmonella enterica, Pseudomonas aeruginosa, Clostridium difficile).

    • • Cu replicare semiconservatoare – Aceste bacterii prezintă un mecanism de replicare al genomului în care fiecare catenă de ADN servește ca matriță pentru sinteza catenei sale complementare (Mycobacterium tuberculosis, Vibrio cholerae, Helicobacter pylori, etc.).

Colorație

Bacteriile sunt clasificate în două tipuri principale, în funcție de colorația obținută atunci când o probă este testată prin metoda Gram Stain:

Care sunt cele mai comune bacterii?

Cele mai comune bacterii care se găsesc în organismul uman sunt: Escherichia coli (E. coli), Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Lactobacillus, Bacteroides, iar cele mai comune bacterii din mediu includ: Escherichia coli (E. coli), Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa, Clostridium difficile.

          Tabel cu cele mai comune bacterii și localizarea acestora:

Unde trăiesc bacteriile?

Bacteriile sunt găsite în orice habitat de pe Pământ: sol, rocă, oceane,  zăpadă arctică, adânc în scoarța terestră și chiar în medii extreme precum izvoarele termale acide și deșeurile radioactive.

Unele trăiesc în sau pe alte organisme, plante și animale, inclusiv oameni. Majoritatea nu provoacă boli, sunt benefice pentru mediul lor și sunt esențiale pentru viață.

Solul este o sursă bogată de bacterii și câteva grame conțin aproximativ o mie de milioane dintre ele. Toate sunt esențiale pentru ecologia solului, descompun deșeurile toxice și reciclează nutrienții. Se găsesc chiar și în atmosferă și un metru cub de aer deține aproximativ o sută de milioane de celule bacteriene.

Tabel cu bacteriile care rezistă în condiții extreme:

Care este mecanismul de supraviețuire?

Mecanismul de supraviețuire al bacteriilor depinde de capacitatea lor de a echilibra factorii de stres precum fluctuațiile de temperatură, pH-ul, presiunea osmotică, precum și prădătorii sau paraziții prin diferite strategii de adaptare.

Mecanismele de supraviețuire includ:

Cum se reproduc bacteriile?

Bacteriile se reproduc doar asexuat, nu sexual. Mai precis, bacteriile se reproduc în primul rând prin scindare sau diviziune directă. În timpul mitozei, o celulă părinte este împărțită în 2 celule fiice prin crearea unui sept care separă direct celula părinte în jumătate. Rata de diviziune depinde de tipul de bacterie, rata medie este de 20-30 minute/timp. Bacteriile care provoacă tuberculoza au o rată lentă de multiplicare de 18 ore/timp, pe când bacteriile holerei au o rată rapidă de divizare de 5-7 minute/timp.

Cu toate acestea, chiar și fără reproducere sexuală, mutațiile genetice apar în celulele bacteriene prin activități de recombinare genetică. În cele din urmă, bacteriile dobândesc o combinație de trăsături de la cele două celule părinte.

Tipurile de recombinare genetică includ: transformare, transducție și transfer. După primește ADN prin una dintre aceste metode bacteriile se vor împărți și vor transmite genomul recombinant generației următoare.

Bacteriile nu au nevoie de vectori pentru a se reproduce. Vectorii sunt organisme sau obiecte care transportă și răspândesc alte organisme sau particule, dar nu sunt necesari pentru procesul de reproducere al bacteriilor.

Bacteriile pot cauza infecții?

Bacteriile pot cauza infecții atunci când pătrund în organismul uman sau se înmulțesc. Aceste infecții pot apărea în diferite părți ale corpului, inclusiv piele, plămâni, tractul urinar, tractul gastrointestinal și alte organe. Infecțiile bacteriene pot fi cauzate de o varietate de bacterii, iar simptomele pot varia în funcție de tipul și localizarea infecției.

Cele mai frecvente infecții bacteriene sunt cele respiratorii (cauzate de Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Mycoplasma pneumoniae), cele urinare ( cauzate de Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis), cele cutanate ( cauzate de Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes.) și cele gastrointestinale ( cauzate de Salmonella spp., Shigella spp., Campylobacter spp.)

Ce este rezistența la antibiotice?

Rezistența la antibiotice poate apărea atunci când bacteriile care sunt tratate cu un antibiotic suferă modificări structurale care le ajută să supraviețuiască. Bacteriile pot dezvolta capacitatea de a neutraliza efectul medicamentului, de a-l elimina din celulă sau poate suferi mutații genetice, iar medicamentul să devină ineficient.

Când bacteriile devin rezistente, antibioticul nu le mai poate ucide, ele se pot multiplica și răspândi cauzând infecții severe, rezistența la antibiotice devenind una dintre cele mai importante probleme de sănătate publică la nivel mondial.

Ce este microbiomul intestinal?

Microbiomul intestinal, așa cum este definit de biologul molecular Joshua Lederberg, este totalitatea microorganismelor, bacteriilor, virușilor, protozoarelor și ciupercilor și a materialului lor genetic colectiv prezent în tractul gastrointestinal.

Microbiota intestinală este compusă din toate bacteriile, comensale și patogene, care se află în tractul gastrointestinal și joacă un rol important în absorbția nutrienților și mineralelor, în sinteza enzimelor, vitaminelor și aminoacizilor și în producția de acizi grași cu lanț scurt.

Produșii secundari de fermentare precum acetatul, propionatul și butiratul sunt importanți pentru sănătatea intestinului și furnizează energie pentru celulele epiteliale, îmbunătățesc integritatea barierei epiteliale și oferă imunomodulare și protecție împotriva agenților patogeni.

Care diferenta dintre bacteri și alți agenți patogeni?

Bacteriile, ciupercile, virusurile și paraziții sunt agenți patogeni care se găsesc în organism și în mediu și pot cauza diferite infecții. Între aceste microorganisme există mai multe diferențe legate de structură genetică, dimensiune, reproducere și mod de viață.

Bacterii Vs Ciuperci

Există mai multe diferențe între bacterii și ciuperci.

Bacteriile sunt organisme unicelulare, procariote, pe când ciupercile sunt organisme multicelulare, eucariote.

Bacteriile se reproduc prin fisură binară sau prin conjugare, în timp ce ciupercile se reproduc prin sporulare sau prin reproducere sexuală și asexuată.

Bacteriile sunt adesea mai mici și mai simple în structură decât ciupercile, care pot avea o varietate de forme și dimensiuni.

Bacteriile se pot deplasa cu ajutorul flagelilor, pe când ciupercile sunt imobile.

Bacterii Vs Virusuri

Între bacterii și virusuri există anumite diferențe.

Bacteriile sunt organisme unicelulare procariote, în timp ce virusurile sunt particule infecțioase compuse din material genetic (ADN sau ARN) înconjurate de o capsidă proteică.

Un virus nu este un organism viu și poate crește și se reproduce doar în celulele unei gazde. Bacteriile, dimpotrivă, sunt organisme unicelulare care își produc propria energie și se pot reproduce singure, iar acest lucru permite bacteriilor să trăiască în multe locuri – sol, apă, plante și corpul uman – și să servească mai multor scopuri.

Cele mai mici bacterii au aproximativ 0,4 microni în diametru, în timp ce virușii variază în dimensiune de la 0,02 la 0,25 microni.

Bacterii Vs Paraziti

Diferența cheie dintre paraziți și bacterii este că bacteriile sunt procariote microscopice unicelulare care trăiesc peste tot, în timp ce paraziții sunt organisme care trăiesc pe sau în gazdele lor dăunând acestora.

Bacteriile se reproduc prin  fisură binară sau prin conjugare, în timp de paraziții pot avea cicluri complexe de reproducere și se pot reproduce prin reproducere sexuală sau asexuată, în funcție de specie.

Bacteriile sunt de obicei mai mici și mai simple în structură decât paraziții, care pot fi organisme unicelulare sau multicelulare și pot avea o varietate de structuri și funcții specializate.