A baktériumok

Az eubaktériumok a hagyományos értelemben vett baktériumok. A Föld minden élőhelyén megtalálhatóak: vízben, szárazföldön vagy a levegőben, még mélytengeri hőforrásokban és nukleáris hulladékban is.

Méret

Már fénymikroszkóppal láthatók néhány 100 x-os nagyítás mellett. Átlagos méretük 1 -10 mikrométer (1µm = 10-6 m). Kicsiny méretük óriási összfelülettel párosul, melynek ökológiai jelentősége van (lebontó szerep).

A baktériumok szerveződése

A sejtek magányosak vagy osztódás után együtt maradva laza kolóniákat, ún. sejttársulást hozhatnak létre.

Alak 3 nagyobb csoportba oszthatók:

1. gömb (kokkuszok)
2. pálcika (bacillusok)
3. görbült pálca, amin belül pl.
4. csavar (spirillumok)
5. félhold (vibrió)

 A sejtek felépítése

Sejtfal

Minden baktériumot kívülről sejtfal borít, amely biztosítja a sejt állandó alakját és egyben véd is. A sejtfal anyagának a neve: murein.

A murein szénhidrátokból és aminosavakból épül fel, felépítése, összetétele egyedülálló az élővilágban (D-aminosavak). A szénhidrátláncokat peptidekből álló hidak kapcsolják össze, melyekben sok D-aminosav fordul elő.

Kedvezőtlen körülmények között spórát (endospórát) képeznek: a plazma vizet veszít, összezsugorodik, újabb falat választ az örökítőanyag és egy kis plazma köré. Tehát a baktériumok spórája nem ivartalan szaporítósejt, mint a növényeknél, hanem egy hőnek, sugárzásnak és a roncsoló hatású kémiai anyagoknak ellenálló képződmény. Pl. a lépfene baktérium így a 130 fokot is elviseli.

A baktériumok penicillin érzékenysége is a sejtfalnak köszönhető, a penicillin a bakteriális sejtfal képzését gátolja úgy, hogy megakadályozza a szénhidrát láncok közötti peptidhidak kialakulását.

 

 

Tok

A baktériumok egy részén a sejtfalon kívül még egy nyálkás, kocsonyás tok található.

A tok feladata

• a védelem az immunrendszerrel szemben, védi a sejtet a bekebelezéstől,
• szerepet játszik a tápanyag megkötésében,
• segítségével összetapadhatnak a sejtek (sejttársulás), · méreganyagokat tartalmazhat, pl. tetanusz baciknál.

Citoplazma membrán (sejthártya)

 

Egy foszfolipid kettősréteg, mely a sejtfal alatt található, lebonyolítja az anyagforgalmat a sejt és környezete között. Jelentős feladatai miatt a sejt igyekszik felületét növelni. Mivel a sejtfal miatt ez kifelé nem valósulhat meg, ezért a sejt belseje felé terjeszkedik, különféle betűrődések jönnek létre. A betüremkedések alapvetően 2 feladatot látnak el:

1. a fotoszintetizáló baktériumok esetén itt találhatóak a színanyagok pl. a bakterioklorofill.
2. Lehetnek mezoszómák, amelyekhez DNS kapcsolódik, részt vesz a DNS megkettőződésében, egyenletes szétosztásában.

 

Citoplazma (sejtplazma)

A sejt alapállománya, a sejtanyagcsere színtere. Itt található a DNS állomány (genom), amely egy vagy több gyűrűs DNS-ből áll, nem határolódik el membránnal a citoplazmától. Ezt a DNS-t baktérium kromoszómának is nevezzük. Ezenkívül a sejtplazmában vannak még kisebb DNS gyűrűk, a plazmidok, melyeken többnyire antibiotikum rezisztencia gének találhatók, továbbá riboszómák, a fehérjeszintézis színhelyei.

Csillók

A baktériumok egy része ún. csillók segítségével képes mozogni. A bakteriális csillók vékony, rendszerint a sejt hosszát akár többszörösen is meghaladó hosszúságú, fehérjékből felépülő sejtfelszíni képződmények. A csillók száma baktériumfajtól függően egy és néhány száz között változhat. A csillók kémiailag és szerkezetileg is eltérnek az eukarióták hasonló funkciójú képződményeitől.

Szaporodás

A prokarióták nagyon gyorsan tudnak szaporodni. A sejtek 20 percenként kettéosztódnak, tehát számuk 20 percenként a kettő hatványainak sorozatában nő. Ha egyetlen baktériumból indulunk ki, és feltételezzük, hogy a belőle keletkező utódok minden 20-dik percben kettéosztódnak, akkor 48 óra alatt a földnek megfelelő tömeg jönne létre (2144 db sejt). A prokarióták a legegyszerűbb módon főleg hasadással szaporodnak, amikor is a sejt egyszerűen kettéfűződik. A folyamatot ivartalan szaporodásnak tekintjük, mivel az osztódást nem előzi meg 2 sejt egyesülése.

A baktériumoknál hiányzik az ivaros szaporodásnak az eukariótáknál megszokott formája. Nincs meiózis, mitózis és nincs az ivarsejtek teljes összeolvadásához hasonlító megtermékenyítés.

Ugyanakkor ismertek olyan ún. ivaros folyamatok, melynek során a baktériumok bizonyos körülmények között képesek más egyedekből vagy fajokból származó DNS szakaszok felvételére, aminek következtében a sejtek új tulajdonságokra tehetnek szert. A DNS-átvitel történhet transzformáció, konjugáció és transzdukció útján. Mindhárom esetben a génátadás egyirányú.

 

A transzformáció

A transzformáció során a sejt a környezetéből idegen DNS-t vesz fel és a rajta elhelyezkedő gént v. géneket beépíti saját genetikai anyagába. A DNS darabnak a sejtfalon és a sejthártyán való áthaladását specifikus fehérjék segítik elő. Így adhatja át az egyik baktérium a másiknak, pl. az antibiotikumokkal szembeni ellenállóképességet (rezisztenciát).

 

Konjugáció

Két baktérium között egy plazmahíd (pilus) jön létre. A konjugáció során a plazmid megkettőződik és a hídon keresztül a „hím” (donor) baktérium DNS-t ad át a „nő” (recipiens) baktériumnak megváltoztatva annak genetikai készletét.

Transzdukció

A transzdukció a génátvitelnek az a módja, amelyben az egyik baktériumsejtből a másikba bakteriofágok segítségével jut át genetikai információ. A vírus DNS és a baktérium DNS-e kombinálódik, az új vírusrészecskék tartalmazzák a donor bakteriális DNS-t, melyet a kiszabaduló vírusok visznek át a következő baktériumba. A molekuláris genetikában a génátvitel egy bevált módszere. Az ivaros folyamat után a megváltozott információtartalmú sejtek hasadással szaporodnak tovább.

Életmód

Az élőlényeket – így a baktériumokat is –

• a szénforrás, ill.
• az energiaszerzés szerint – azaz az anyagcsere szempontjából lehet csoportosítani.

1. A) Szénforrás szerint az élőlények lehetnek:
2. autotrófok: melyek a testük felépítéséhez szükséges anyagokat az élettelen környezetből veszik fel. A felvett anyagok mindig szervetlen anyagok: CO2, H2O, NH3 (autosz=önmaga, trófosz=táplálkozó, gör., növekedésükben nincsenek más élőlényre utalva). Az autotrófok baktériumok az energiaforrás típusát tekintve lehetnek:
3. a) fototrófok: ahol az energiaforrás a nap fényenergiája. A folyamat a fotoszintézis, mikor az élőlények széndioxidból és vízből a nap energiájának segítségével saját testük felépítéséhez szükséges szerves anyagokat állítanak elő.

A folyamat mellékterméke lehet oxigén. Ilyenek pl. a kékbaktériumok.

• Fikocián tartalmuk miatt kékek.
• H-forrás: a víz.
• Aerobok. Oxigént termelnek.

 

A legegyszerűbb oxigéntermelő fotoszintetizálók a kékbaktériumok, amelyek anaerob körülmények között is képesek fotoszintetizálni. Anyagcseréjük számos tekintetben megegyezik a magasabb rendű fotoszintetizáló növényekével.

1. b) Kemotrófok, kemoszintetizálók: a szükséges energia valamilyen szervetlen anyag oxidációjából származik. Ezek a baktériumok fényhiány ellenére is életképesek.

• Nitrifikálók, pl. NH3 NO2 – , NO3 – pl. Nitrosomonas,
• pl. H2S S kénbaktériumok,
• pl. Fe2+ Fe3+ vasbaktériumok.

 

2. Heterotrófok: testük felépítéséhez szükséges anyagokat az élő környezetből veszik fel szerves anyagok formájában, s ennek egy részének lebontásával nyerik az energiát, más részét átalakítják saját testük anyagaivá. Ide tartoznak heterotróf baktériumok, továbbá az eukarióta gombák és az állatok.