Bakterijos - tai ląstelės, priklausančios Monerų karalystei. Joms priskiriamos ir melsvabakterės. Bakterijos yra prokariotinės ląstelės, kurių dydis svyruoja nuo 1 iki 10 mikronų. Bakterijos ląstelėje nėra branduolio ir kitų membraninių organoidų, randamų eukariotinėje ląstelėje.
Pagal molekulinius duomenis, skiriami trys evoliuciniai domenai: bakterijos (Bacteria), archėjos (Archaea) ir eukarijai (Eukarya). Archėjos labiau giminingos eukarijams nei bakterijoms. Bakterijos ir archėjos yra prokariotai, neturintys branduolio.
Bakterijų Sandara ir Formos
Bakterijos ląstelę dengia sienelė, kurioje yra glikopeptido. Ląstelės sienelėje yra glikopeptido. Peptidoglikano kiekis ląstelės sienelėje lemia skirtingą bakterijų dažymąsi Gramo metodu. Jeigu peptidoglikano sluoksnis yra didelis, ląstelės sienelė dažosi Gramo metodu ir bakterijos vadinamos gramteigiamomis, jei mažas - sienelė beveik nenusidažo ir bakterijos vadinamos gramneigiamomis.
Kai kurių bakterijų ląstelės sienelę dengia kapsulė ir (arba) gleivių sluoksnis, saugantis nuo pirmuonių, fagocitų, išdžiūvimo ar kitų nepalankių veiksnių. Judrios bakterijos turi plonas išaugas - žiuželius (lotynų kalba flagella), kurie sudaryti iš baltymo flagelino. Sraigtiškai sukdamiesi žiuželiai leidžia bakterijoms lėtai judėti. Bakterijų paviršiuje yra trumpų išaugėlių - fimbrijų, kurios padeda joms tvirtintis prie įvairaus substrato.
Ląstelės viduje yra citoplazma, kuri apsupta plazminės membranos, reguliuojančios medžiagų srautus į ląstelės vidų ir iš jos. Citoplazma sudaryta iš pusiau skystos terpės citozolio, kuriame yra daug ribosomų. Jose vyksta baltymų sintezė. Bakterijos neturi tikro branduolio.
Pagrindinės ląstelės formos yra šios:
- Rutulinės - kokai (diplokokai, tetrakokai, streptokokai, stafilokokai)
- Tiesios lazdelės - bacilos
- Lenktos lazdelės - vibrionai
- Trumpos spiralės - spirilos
- Ilgos spiralės - spirochetos
Dalis bakterijų yra kitokių, ne visada taisyklingų, formų (žvaigždės, riestainio, trikampio).
Mitybos Būdai
Pagal mitybos būdą bakterijos skirstomos į dvi pagrindines grupes:
- Autotrofinės - kai iš mineralinių medžiagų gamina organines medžiagas. Dalis bakterijų yra autotrofinės ir vykdo fotosintezę arba chemosintezę. Vienos fotosintetinančios bakterijos (melsvabakterės) deguonį išskiria, kitos (purpurinės ir žaliosios sierabakterės) - ne. Chemosintetinančios bakterijos oksiduoja neorganinius junginius, pavyzdžiui, vandenilio sulfidą, kad gautų reikalingas energijos maisto medžiagoms gaminti.
- Heterotrofinės - kai naudoja organines medžiagas:
- Saprofitinės - kai minta negyvomis organinėmis medžiagomis. Dauguma bakterijų yra saprofitinės, bet yra ir patogeninių, sukeliančių infekcines ligas. Kai kurios saprofitinės bakterijos, labai dideliais kiekiais patekusios į virškinamąjį traktą, sukelia apsinuodijimus, vadinamus toksinėmis infekcijomis, arba intoksikacijomis.
- Parazitai - kai minta gyva organine medžiaga.
Bakterijų Paplitimas ir Gyvenimo Sąlygos
Bakterijos gyvena visur, kur yra reikiamų maisto medžiagų (organinių ar neorganinių): dirvožemyje, vandenyje, augalų ir gyvūnų organizme. Bakterijos gali patekti net į biosferą. Ore randama skarlatinos, tuberkuliozės, anginos ir kitų ligų sukėlėjų.
Kai kurios rūšys gali gyventi karšto vandens telkiniuose, kaistančio mėšlo ir pūdymų krūvose (termofilinės), druskožemiuose ir sūriame vandenyje (halofilinės), žemės poliarinių sričių ir šaltuose dirvožemiuose bei vandens telkiniuose, net ant ledo ar sniego (psichrofilinės), rūgščiose (acidofilinės) ir šarminėse (alkalofilinės), didelio atmosferos slėgio (barofilinės) terpėse. Nemažai bakterijų rūšių prisitaikiusios gyventi minėtomis nepalankiomis sąlygomis, todėl vadinamos tolerantiškomis.
Stabligės bakterijos gyvena simbiozėje su kai kuriais gyvūnais. Jos gyvena karvės, arklio, avies, slieko žarnyne. Užsikrėtus stablige stabligės lazdelės dauginasi kraujyje ir smegenyse. Stabligės lazdelės išskiria labai stiprius toksinus (vienus iš pačių stipriausių pasaulyje). Stabligė yra nepagydoma, nuo jos kasmet Lietuvoje miršta apie penkis žmones.
Bakterijų Dauginimasis ir Genetinė Įvairovė
Dažniausiai bakterijos dauginasi persismaugdamos pusiau ir kas 20-30 min skildamos į 2 antrines ląsteles. Kai kurios bakterijos dauginasi pumpuravimo, lytinės konjugacijos būdu. Pirmiausia dalijasi nukleoidas, o po to citoplazma. Dauginimosi greitis priklauso nuo išorinių sąlygų.
Bakterijos dauginasi nelytiškai - skildamos pusiau; genetinės medžiagos rekombinacija gali vykti dėl konjugacijos, transformacijos ar transdukcijos. Tačiau pagrindinė genetinės įvairovės atsiradimo priežastis yra mutacijos.
Bakterijų Reikšmė Gamtoje ir Ūkyje
Bakterijos svarbios medžiagų apytakai gamtoje. Skaidydamos baltymus, riebalus, angliavandenius bei jų darinius sukelia puvimą bei rūgimą, gyvūnų, augalų ir mikroorganizmų susintetintus organinius junginius suskaido į neorganinius: C, N2, O2, P, K, Na, Cl, S ir kitus, kuriuos pasisavina aukštesnieji ir žemesnieji augalai, valo nutekamuosius vandenis ir dirvožemį.
Kai kurios bakterijos iš atitinkamų organinių junginių gamina aminorūgštis, alkoholius, pieno, propiono ir kitas rūgštis, vitaminus, antibiotikus. Užaugintomis grynomis jų kultūromis rauginama grietinė, pienas, varškė, sūriai, gaminami vaistai. Atrinkus bakterijų biotipus, kuriuose vyksta fermentų supersintezė, gaminami fermentiniai preparatai (proteazė, amilazė, β galaktozidazė, lipazė, pektinazė).
Autolitotrofinės bakterijos padeda iš uolienų išgauti kitos fragmentacijos (skildamos į atskiras daleles) metalus (Fe, Au, Cu, Mn, Mo), o asimiliuojančios angliavandenilius iš giluminių žemės telkinių - naftą ir dujas.
Apsauga Nuo Bakterijų
Apsaugos priemonės nuo bakterijų:
- Dezinfekcinės priemonės
- Fizinės priemonės: virimas, kai pakaitinama 65°C temperatūroje 10-20 min., vadinamas pasterilizacija
- Profilaktika: reikia laikytis higienos ir sanitarijos reikalavimų
Bakterijų Atsparumas Nepalankioms Sąlygoms
Paveiktos nepalankių aplinkos sąlygų, kai kurios bakterijos sudaro endosporas. Citoplazmos dalis ir chromosomos kopija netenka vandens (išdžiūva), ją apgaubia trys stori apsauginiai sporos dangalai. Likusi bakterijos ląstelės dalis suyra, ir spora patenka į aplinka. Sporos išgyvena pačiomis atšiauriausiomis aplinkos sąlygomis - dykumos karštyje ir sausroje, virimo temperatūroje, ašigaliu ledynuose ir veikiant ultravioletine spinduliuote. Jos išlieka gyvos labai ilgai.