Odporúčaná, 2020

Redakcia Choice

Nosiť antiperspirant, deodorant významne mení baktérie v podpazuší
Čo je to za ranu na mojom viečku?
No-cukor diéta plán: Čo potrebujete vedieť

Čo sú baktérie a čo robia?

Baktérie sú mikroskopické, jednobunkové organizmy, ktoré existujú v ich miliónoch, v každom prostredí, vnútri aj mimo iných organizmov.

Niektoré baktérie sú škodlivé, ale najviac slúžia na užitočný účel. Podporujú mnoho foriem života, či už rastlinných alebo živočíšnych, a používajú sa v priemyselných a medicínskych procesoch.

Predpokladá sa, že baktérie boli prvými organizmami, ktoré sa objavili na Zemi pred približne 4 miliardami rokov. Najstaršie známe skameneliny sú organizmy podobné baktériám.

Baktérie môžu ako potraviny používať väčšinu organických a niektorých anorganických zlúčenín a niektoré môžu prežiť extrémne podmienky.

Rastúci záujem o funkciu črevného mikrobiomu vrhá nové svetlo na úlohu baktérií v ľudskom zdraví.

Čo sú baktérie?


Baktérie sú jednobunkové organizmy.

Baktérie sú jednobunkové organizmy, ktoré nie sú ani rastlinami, ani zvieratami.

Zvyčajne merajú niekoľko mikrometrov na dĺžku a existujú spolu v miliónoch spoločenstiev.

Gram pôdy typicky obsahuje asi 40 miliónov bakteriálnych buniek. Milión sladkej vody zvyčajne obsahuje asi jeden milión bakteriálnych buniek.

Odhaduje sa, že na Zemi sa nachádza najmenej 5 biliónov baktérií a že väčšina biomasy zeme sa skladá z baktérií.

druhy

Existuje mnoho rôznych druhov baktérií. Jedným zo spôsobov ich klasifikácie je tvar. Existujú tri základné tvary.

  • Sférické: baktérie v tvare gule sa nazývajú cocci a jediná baktéria je koks. Medzi príklady patrí skupina streptokokov, ktorá je zodpovedná za "hrdlo strepto".
  • Tyčovité: Sú známe ako bacily (singulárny bacil). Niektoré tyčinkovité baktérie sú zakrivené. Tieto sú známe ako vibrio. Príklady tyčinkovitých baktérií zahŕňajú Bacillus anthracis (B. anthracis) alebo antraxu.
  • Špirála: Sú známe ako spirilla (singulárna špirála). Ak je ich cievka veľmi tesná, sú známe ako spirochet. Leptospiróza, lymská choroba a syfilis sú spôsobené baktériami tohto tvaru.

V rámci každej skupiny tvarov existuje mnoho variácií.

štruktúra

Bakteriálne bunky sa líšia od rastlinných a živočíšnych buniek. Baktérie sú prokaryoty, čo znamená, že nemajú jadro.

Bakteriálna bunka zahŕňa:

  • Kapsula: Vrstva nachádzajúca sa na vonkajšej strane bunkovej steny v niektorých baktériách.
  • Bunková stena: Vrstva, ktorá je vyrobená z polyméru nazývaného peptidoglykán. Bunková stena dáva baktériám svoj tvar. Nachádza sa mimo plazmatickej membrány. Bunková stena je hrubšia v niektorých baktériách, nazývaných grampozitívne baktérie.
  • Plazmatická membrána: Nachádza sa v bunkovej stene a vytvára energiu a transportuje chemikálie. Membrána je priepustná, čo znamená, že cez ňu môžu prechádzať látky.
  • Cytoplazma: Želatínová látka vo vnútri plazmatickej membrány, ktorá obsahuje genetický materiál a ribozómy.
  • DNA: Obsahuje všetky genetické inštrukcie používané pri vývoji a funkcii baktérie. Nachádza sa vo vnútri cytoplazmy.
  • Ribozómy: To je miesto, kde sú proteíny vyrobené alebo syntetizované. Ribozómy sú komplexné častice tvorené granulátmi bohatými na RNA.
  • Flagellum: Toto sa používa na pohyb, na pohon niektorých druhov baktérií. Tam sú niektoré baktérie, ktoré môžu mať viac ako jeden.
  • Pili: Tieto vlasové prívesky na vonkajšej strane bunky umožňujú, aby sa držali na povrchoch a prenášali genetický materiál do iných buniek. To môže prispieť k šíreniu choroby u ľudí.

kŕmenie

Baktérie sa kŕmia rôznymi spôsobmi.

Heterotrofné baktérie alebo heterotrofy získavajú svoju energiu prostredníctvom konzumácie organického uhlíka. Väčšina absorbuje mŕtvy organický materiál, ako je rozkladajúce sa mäso. Niektoré z týchto parazitických baktérií zabíjajú svojho hostiteľa, zatiaľ čo iní im pomáhajú.

Autotrofné baktérie (alebo len autotrofy) si robia vlastné jedlo, buď prostredníctvom:

  • fotosyntéza pomocou slnečného žiarenia, vody a oxidu uhličitého, alebo. t
  • chemosyntéza s použitím oxidu uhličitého, vody a chemikálií, ako je amoniak, dusík, síra a ďalšie

Baktérie, ktoré používajú fotosyntézu, sa nazývajú fotoautotrofy. Niektoré typy, napríklad cyanobaktérie, produkujú kyslík. Pravdepodobne zohrali dôležitú úlohu pri vytváraní kyslíka v zemskej atmosfére. Iné, ako napríklad heliobaktérie, neprodukujú kyslík.

Tie, ktoré používajú chemosyntézu, sú známe ako chemoautotrofy. Tieto baktérie sa bežne nachádzajú v oceánskych prieduchoch av koreňoch strukovín, ako je lucerna, ďatelina, hrach, fazuľa, šošovica a arašidy.

Kde žijú?


Baktérie sa môžu dariť aj v extrémnych prostrediach, ako sú ľadovce.

Baktérie sa nachádzajú v pôde, vode, rastlinách, zvieratách, rádioaktívnom odpade, hlboko v zemskej kôre, arktickom ľade a ľadovcoch a horúcich prameňoch. Existujú baktérie v stratosfére, medzi 6 a 30 míľami v atmosfére a v hĺbkach oceánov, až do hĺbky 32 800 metrov alebo 10 000 metrov.

Aeróby alebo aeróbne baktérie môžu rásť iba tam, kde je kyslík. Niektoré typy môžu spôsobiť problémy pre ľudské prostredie, ako je korózia, znečistenie, problémy s čistotou vody a zápach.

Anaeróbne alebo anaeróbne baktérie môžu rásť iba tam, kde nie je kyslík. U ľudí je to väčšinou v gastrointestinálnom trakte. Môžu tiež spôsobiť plyn, gangrénu, tetanus, botulizmus a väčšinu zubných infekcií.

Fakultatívne anaeróby alebo fakultatívne anaeróbne baktérie môžu žiť buď s kyslíkom alebo bez kyslíka, ale uprednostňujú prostredie, kde je kyslík. Väčšinou sa nachádzajú v pôde, vode, vegetácii a niektorých normálnych rastlinách ľudí a zvierat. Príklady zahŕňajú Salmonella.

Mezofily alebo mezofilné baktérie sú baktérie zodpovedné za väčšinu ľudských infekcií. Rastú v miernych teplotách, okolo 37 ° C. Toto je teplota ľudského tela.

Príklady zahŕňajú Listeria monocytogenes, Pesudomonas maltophilia, Thiobacillus novellus, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyrogenes, Streptococcus pneumoniae, Escherichia colia Clostridium kluyveri.

Ľudská črevná flóra alebo črevný mikrobiol obsahuje prospešné mezofilné baktérie, ako napríklad diétne Lactobacillus acidophilus.

Extremofily alebo extrémofilné baktérie vydržia pre väčšinu foriem života podmienky považované za príliš extrémne.

Termofily môžu žiť pri vysokých teplotách až do 75 až 80 ° C a hypertermofily môžu prežiť pri teplotách do 113 ° C.

Hlboko v oceáne baktérie žijú v úplnej tme tepelnými prieduchmi, kde je vysoká teplota aj tlak. Oni robia svoje vlastné jedlo oxidáciou síry, ktorá pochádza z hĺbky zeme.

Iné extrémofily zahŕňajú:

  • halofily, ktoré sa nachádzajú iba v slanom prostredí
  • acidofily, z ktorých niektoré žijú v prostredí ako kyslom ako pH 0
  • alkalické kyseliny, ktoré žijú v alkalickom prostredí až do pH 10,5
  • psychrofily, ktoré sa vyskytujú v chladných teplotách, napríklad v ľadovcoch

Extremofily môžu prežiť tam, kde žiadny iný organizmus nemôže.

Reprodukcia a transformácia

Baktérie sa môžu reprodukovať a meniť pomocou nasledujúcich metód:

  • Binárne štiepenie: asexuálna forma rozmnožovania, pri ktorej bunka pokračuje v raste, až kým nová bunková stena nevyrastá stredom, pričom tvoria dve bunky. Tieto sa oddelia, pričom sa vytvoria dve bunky s rovnakým genetickým materiálom.
  • Prenos genetického materiálu: Bunky získavajú nový genetický materiál prostredníctvom procesov známych ako konjugácia, transformácia alebo transdukcia. Tieto procesy môžu urobiť baktérie silnejšími a schopnejšími odolávať hrozbám, ako sú antibiotické lieky.
  • Spóry: Keď niektoré druhy baktérií majú nízke zdroje, môžu tvoriť spóry. Spóry držia materiál DNA organizmu a obsahujú enzýmy potrebné na klíčenie. Sú veľmi odolné voči vplyvom prostredia. Spóry môžu zostať neaktívne po celé stáročia, kým sa nevyskytnú správne podmienky. Potom sa môžu reaktivovať a stať sa baktériami.
  • Spóry môžu prežiť v obdobiach environmentálneho stresu, vrátane ultrafialového (UV) a gama žiarenia, vysušenia, hladovania, chemického vystavenia a extrémnych teplôt.

Niektoré baktérie produkujú endospores, alebo vnútorné spóry, zatiaľ čo iní produkujú exospores, ktoré sú uvoľnené vonku. Sú známe ako cysty.

Clostridium je príkladom baktérie tvoriacej endospóru. Existuje asi 100 druhov Clostridium, počítajúc do toho Clostridium botulinim (C. botulinim) alebo botulizmu zodpovedného za potenciálne smrteľný druh otravy potravinami a Clostridium difficile (C. Difficile), ktorý spôsobuje kolitídu a iné črevné problémy.

použitie

Baktérie sú často považované za zlé, ale mnohé sú užitočné. Bez nich by sme neexistovali. Kyslík, ktorý dýchame, bol pravdepodobne vytvorený aktivitou baktérií.

Ľudské prežitie

Mnohé baktérie v tele hrajú dôležitú úlohu pri prežití človeka. Baktérie v tráviacom systéme rozkladajú živiny, ako sú komplexné cukry, na formy, ktoré telo môže použiť.

Non-nebezpečné baktérie tiež pomáhajú predchádzať chorobám tým, že obsadzujú miesta, na ktoré sa chcú pripojiť patogénne baktérie alebo baktérie spôsobujúce choroby. Niektoré baktérie nás chránia pred chorobou útokom na patogény.

Fixácia dusíka

Baktérie odoberajú dusík a uvoľňujú ho na použitie v rastlinách, keď zomrú. Rastliny potrebujú dusík v pôde, aby žili, ale nemôžu to urobiť sami. Aby sa to zabezpečilo, veľa semien rastlín má malý kontajner baktérií, ktorý sa používa pri klíčení rastliny.

Potravinárska technológia


Výroba syra zahŕňa baktérie.

Baktérie kyseliny mliečnej, ako napr Lactobacillus a Lactococcus spolu s kvasinkami a plesňami alebo hubami sa používajú na prípravu potravín, ako sú syry, sójová omáčka, natto (fermentované sójové bôby), ocot, jogurt a uhorky.

Nielenže je fermentácia užitočná na konzervovanie potravín, ale niektoré z týchto potravín môžu prinášať zdravotné výhody.

Napríklad, niektoré fermentované potraviny obsahujú druhy baktérií, ktoré sú podobné tým, ktoré sú spojené s gastrointestinálnym zdravím. Niektoré fermentačné procesy vedú k novým zlúčeninám, ako je kyselina mliečna, ktoré sa javia ako protizápalové.

Je potrebné viac skúmania, aby sa potvrdili zdravotné prínosy fermentovaných potravín.

Baktérie v priemysle a výskume

Baktérie môžu rozkladať organické zlúčeniny. To je užitočné pre činnosti, ako je spracovanie odpadu a čistenie ropných škvŕn a toxických odpadov.

Farmaceutický a chemický priemysel používa baktérie pri výrobe určitých chemikálií.

Baktérie sa používajú v molekulárnej biológii, biochémii a genetickom výskume, pretože môžu rýchlo rásť a dajú sa ľahko manipulovať. Vedci používajú baktérie na štúdium toho, ako fungujú gény a enzýmy.

Na výrobu antibiotík sú potrebné baktérie.

Bacillus thuringiensis (Bt) je baktéria, ktorá sa môže používať v poľnohospodárstve namiesto pesticídov. Nemá nežiaduce environmentálne dôsledky spojené s používaním pesticídov.

nebezpečnosti

Niektoré typy baktérií môžu spôsobiť ochorenia u ľudí, ako je cholera, dipteria, dyzentéria, bradavica, zápal pľúc, tuberkulóza (TB), týfus a mnoho ďalších.

Ak je ľudské telo vystavené baktériám, ktoré telo nerozpoznáva ako užitočné, imunitný systém na ne zaútočí. Táto reakcia môže viesť k symptómom opuchu a zápalu, ktoré vidíme napríklad v infikovanej rane.

odpor

V roku 1900 boli pneumónia, TBC a hnačka tromi najväčšími vrahmi v Spojených štátoch. Sterilizačné techniky a antibiotické lieky viedli k významnému poklesu úmrtí na bakteriálne ochorenia.

Avšak nadmerné užívanie antibiotík spôsobuje, že sa bakteriálna infekcia lieči ťažšie. Ako baktérie mutujú, stávajú sa viac rezistentné voči existujúcim antibiotikám, čo spôsobuje ťažšie liečenie infekcií. Baktérie sa prirodzene transformujú, ale nadmerné používanie antibiotík tento proces urýchľuje.

"Aj keď sa vyvinú nové lieky, bez zmeny správania, antibiotická rezistencia bude aj naďalej hlavnou hrozbou."

Svetová zdravotnícka organizácia (WHO)

Z tohto dôvodu vedci a zdravotnícke orgány vyzývajú lekárov, aby nepredpisovali antibiotiká, pokiaľ to nie je nevyhnutné, a aby ľudia používali iné spôsoby prevencie chorôb, ako je dobrá hygiena potravín, umývanie rúk, očkovanie a používanie kondómov.

Črevný mikrobiol

Nedávny výskum viedol k novému a rastúcemu vedomiu o tom, ako ľudské telo interaguje s baktériami, a najmä s komunitami baktérií žijúcich v črevnom trakte, známych ako črevná mikroflóra alebo črevná flóra.

V roku 2009 výskumníci zverejnili zistenia, ktoré naznačujú, že ženy s obezitou majú väčšiu pravdepodobnosť výskytu určitého druhu baktérií, Selenomonas noxia (S. noxia), v ústach.

V roku 2015 vedci z University of North Carolina zistili, že črevá ľudí s anorexiou obsahujú "veľmi odlišné" baktérie alebo mikrobiálne komunity v porovnaní s ľuďmi, ktorí tento stav nemajú. Naznačujú, že to môže mať psychologický dopad.

histórie

Viac ako 2000 rokmi, rímsky autor, Marcus Terentius Varro, navrhol, že ochorenie môže byť spôsobené malými zvieratami, ktoré plávali vo vzduchu. Radil ľuďom, aby sa vyhýbali bažinatým miestam počas stavebných prác, pretože by mohli obsahovať hmyz príliš malý na to, aby oko videl, že vstúpil do tela ústami a nozdrami a spôsobil choroby.

V 17. storočí holandský vedec Antonie van Leeuwenhoek vytvoril mikroskop s jednou šošovkou, s ktorým videl, čo nazýva zviera, neskôr známe ako baktérie. Je považovaný za prvého mikrobiológa.

V 19. storočí chemici Louis Pasteur a Robert Koch uviedli, že ochorenia boli spôsobené choroboplodnými zárodkami. Toto bolo známe ako Germ Teória.

V roku 1910 oznámil vedec Paul Ehrlich vývoj prvého antibiotika Salvarsan. Použil ho na liečbu syfilisu. Bol tiež prvým vedcom, ktorý detekoval baktérie pomocou škvŕn.

V roku 2001 Joshua Lederburg razil termín "črevný mikrobiol" a vedci na celom svete sa v súčasnosti snažia presnejšie opísať a pochopiť štruktúry, typy a použitie "črevnej flóry" alebo baktérií v ľudskom tele.

Očakáva sa, že táto práca časom vrhne nové svetlo na širokú škálu zdravotných podmienok.

Populárne Kategórie

Top