Bakterijos yra mikroskopiniai vienaląsčiai organizmai, klestintys įvairiose aplinkose. Šie organizmai gali gyventi dirvožemyje, vandenyne ir žmogaus žarnyne.
Žmonių santykis su bakterijomis yra sudėtingas. Kartais bakterijos teikia mums pagalbos ranką, pavyzdžiui, varškę supilkite į jogurtą ar virškindami. Kitais atvejais bakterijos yra naikinančios, sukeliančios tokias ligas kaip pneumonija ir atsparios meticilinui Staphylococcus aureus (MRSA).
Struktūra
Bakterijos (pavienė: bakterija) yra klasifikuojamos kaip prokariotai, ty vienaląsčiai organizmai, turintys paprastą vidinę struktūrą, neturinčią branduolio, ir kuriuose yra DNR, kuri laisvai plūduriuoja susuktoje, į siūlą panašioje masėje, vadinamoje nukleoidu, arba atskirai, apvalūs gabalai, vadinami plazmidėmis. Ribosomos yra sferiniai vienetai bakterijos ląstelėje, kur baltymai yra surinkti iš atskirų aminorūgščių, naudojant informaciją, užkoduotą ribosominėje RNR.
Bakterijų ląstelės paprastai yra apsuptos dviem apsauginiais apvalkalais: išorine ląstelės sienele ir vidine ląstelės membrana. Tam tikros bakterijos, kaip ir mikoplazmos, visai neturi ląstelės sienos. Kai kurios bakterijos gali turėti net trečiąjį išorinį apsauginį sluoksnį, vadinamą kapsule. Plaktukai panašūs plėtiniai dažnai dengia bakterijų paviršius - ilgus, vadinamus žiuželiais, arba trumpus, vadinamus piliu, kurie padeda bakterijoms judėti ir prisitvirtinti prie šeimininko.
Klasifikacija
Bakterijoms klasifikuoti naudojami keli skirtingi kriterijai. Organizmus galima atskirti pagal jų ląstelių sienelių pobūdį, formą arba pagal genetinės struktūros skirtumus.
„Gram“ dėmė yra testas, naudojamas identifikuoti bakterijas pagal jų ląstelių sienelių sudėtį, pavadintas Hansui Christianui Gramui, kuris sukūrė šią techniką 1884 m. Testas nudažo gramteigiamas bakterijas arba bakterijas, kurios neturi išorinės membranos. Gramneigiamos bakterijos nerenka dėmės. Pavyzdžiui, Streptococcus pneumoniae (S. pneumoniae), sukelianti plaučių uždegimą, yra gramteigiama bakterija, tačiau Escherichia coli (E. coli) ir Vibrio cholerae, kuris sukelia cholera, yra gramneigiamos bakterijos.
Yra trys pagrindinės bakterijų formos: Apvalios bakterijos, vadinamos cocci (vienaskaitiškai: coccus), cilindrinės, kapsulės formos, vadinamos bacilais (vienaskaita: bacillus); ir spiralinės bakterijos, tinkamai vadinamos spirilla (vienaskaita: spirillum). Bakterijų formos ir konfigūracija dažnai atsispindi jų pavadinimuose. Pavyzdžiui, pieno varškė Lactobacillus acidophilus yra bacilos ir sukelia pneumoniją S. pneumoniae yra kokcidų grandinė. Kai kurios bakterijos yra kitokios formos, pavyzdžiui, kotelio, kvadrato ar žvaigždės.
Dauginimas
Kornelio universiteto žemės ūkio ir gyvybės mokslų kolegijos duomenimis, dauguma bakterijų dauginasi procesu, vadinamu dvejetainiu dalijimusi. Šiame procese viena bakterinė ląstelė, vadinama „tėveliu“, padaro savo DNR kopiją ir išauga didesnė padvigubindama ląstelių kiekį. Tada ląstelė suskaidoma, išstumiant dubliuotą medžiagą ir sukuriant dvi identiškas „dukterines“ ląsteles.
Kai kurios bakterijų rūšys, tokios kaip melsvadumbliai ir firmicutai, dauginasi pumpurais. Šiuo atveju dukterinė ląstelė išauga kaip tėvų palikuonis. Jis prasideda kaip mažas gumbas, auga tol, kol yra tokio pat dydžio kaip jo tėvas, ir išsiskleidžia.
DNR, aptinkama tėvų ir palikuonių po dvejetainio dalijimosi ar pumpuravimo, yra visiškai ta pati. Todėl bakterijų ląstelės keičia genetinę medžiagą į savo genomą integruodamos papildomą DNR, dažnai iš aplinkinių. Tai vadinama horizontaliu genų perdavimu; atsiradusi genetinė variacija užtikrina, kad bakterijos gali prisitaikyti ir išgyventi pasikeitus jų aplinkai.
Yra trys horizontaliojo genų perdavimo būdai: transformacija, transdukcija ir konjugacija.
Transformacija yra labiausiai paplitęs horizontalaus genų perdavimo procesas ir įvyksta keičiantis trumpais DNR fragmentais tarp donorų ir recipientų. Transducija, kuri paprastai vyksta tik tarp artimai susijusių bakterijų, reikalauja, kad donoras ir recipientas perkeltų DNR dalijantis ląstelių paviršiaus receptoriais. Konjugacijai reikalingas fizinis kontaktas tarp bakterijų ląstelių sienelių; DNR perduodama iš donoro ląstelės gavėjui. Konjuguodama bakterijos ląstelė gali pernešti DNR į eukariotines ląsteles (daugialąstelinius organizmus). Konjugacija padeda skleisti atsparumo antibiotikams genus.
Žmonių sveikatos ir ligų bakterijos
Bakterijos gali būti naudingos ir kenksmingos žmonių sveikatai. „Commensal“ arba „draugiškos“ bakterijos dalijasi erdve ir ištekliais mūsų kūne ir yra linkusios būti naudingos. Mūsų kūne yra apie 10 kartų daugiau mikrobų ląstelių nei žmogaus ląstelių; pagal mikrobiologo Davido A. Relmano 2012 m. straipsnį „Nature“, didžiausias mikrobų rūšių kiekis yra žarnyne.
Žmogaus žarna yra patogi aplinka bakterijoms, joje yra daug maistinių medžiagų. 2014 m. Apžvalginiame straipsnyje, paskelbtame „American Journal of Gastroenterology“, autoriai mini, kad žarnyno bakterijos ir kiti mikroorganizmai, pavyzdžiui, naudingi E.coli ir Streptokokas, padeda virškinti, sustabdo kenksmingų patogenų kolonizaciją ir padeda vystyti imuninę sistemą. Be to, žarnyno bakterijų sutrikimas buvo susijęs su tam tikromis ligos sąlygomis. Pavyzdžiui, remiantis 2003 m. Apžvalgoje, paskelbtoje žurnale „The Lancet“, pacientams, sergantiems Krono liga, padidėjęs imuninis atsakas prieš žarnyno bakterijas.
Kitos bakterijos gali sukelti infekcijas. Kelios bakterijos - nuo vadinamosios A grupės Streptokokas, Clostridium perfringens (C. perfringens), E. coli ir S. aureus gali sukelti retą, bet sunkią minkštųjų audinių infekciją, vadinamą nekroziniu fascitu (kartais vadinamą mėsą valgančiomis bakterijomis). Ligų kontrolės ir prevencijos centrų (CDC) duomenimis, ši infekcija pažeidžia raumenis, nervus, riebalus ir kraujagysles; jis gali būti gydomas, ypač jei pagautas anksti.
Atsparumas antibiotikams
Antibiotikai paprastai naudojami bakterinėms infekcijoms gydyti. Tačiau pastaraisiais metais netinkamas ir nereikalingas antibiotikų vartojimas paskatino kelių antibiotikams atsparių bakterijų padermių plitimą.
Atsparumo antibiotikams atvejais užkrečiamos bakterijos nebėra jautrios anksčiau veiksmingiems antibiotikams. Remiantis CDC, mažiausiai 2 milijonai JAV gyventojų kasmet yra užkrėsti antibiotikams atspariomis bakterijomis, dėl kurių miršta mažiausiai 23 000 žmonių.
„Beveik bet kokia infekcija, apie kurią jūs dabar galite pagalvoti, yra susijusi su tam tikru atsparumo lygiu“, - teigė infekcinių ligų gydytojas ir ligoninės epidemiologas iš Viskonsino universiteto ligoninių ir Madisono veteranų reikalų ligoninės gydytojas Christopheris Crnichas. "Yra labai nedaug infekcijų, kuriomis mes dabar gydome, kai infekcijos, kurias sukelia atsparios bakterijos, nėra klinikinis susirūpinimas."
Pavyzdžiui, MRSA yra viena žinomiausių antibiotikams atsparių bakterijų padermių; jis atsparus meticilinui ir kitiems gydymui naudojamiems antibiotikams Stafilokokas infekcijos, kurios pirmiausia įgyjamos susilietus su oda. MRSA infekcija pasireiškia sveikatos priežiūros įstaigose, tokiose kaip ligoninės ir slaugos namai, kur ji gali sukelti plaučių uždegimą ar kraujotaką. MRSA taip pat plinta bendruomenėje, ypač tokiose situacijose, kai yra daug atviros odos, kitoks fizinis kontaktas ir naudojama bendra įranga - pavyzdžiui, tarp sportininkų, tatuiruočių salonuose, dienos priežiūros įstaigose ir mokyklose. Bendruomenės įgytas MRSA dažniausiai sukelia rimtas odos infekcijas.
Svarbus kovos su atsparumu antibiotikams aspektas yra atsargus jų vartojimas. „Mums taip svarbu protingai vartoti antibiotikus“, - „Crisich“ pasakojo „LiveScience“. "Jūs norite naudoti antibiotiką tik tada, kai turite aiškią bakterinę infekciją."
Šis straipsnis buvo atnaujintas 2019 m. Balandžio 25 d. „Live Science“ bendraautorės Rachel Ross publikacijoje.
