Бактерије су микроскопски једноћелијски организми који успевају у различитим окружењима. Ови организми могу да живе у земљи, океану и унутар људских црева.
Однос људи са бактеријама је сложен. Понекад нам бактерије пружају руку помоћи, као што је то убацивање млека у јогурт или помагање у нашој пробави. У другим случајевима, бактерије су деструктивне, узрокујући болести попут упале плућа и метицилина Стапхилоцоццус ауреус (МРСА)
Структура
Бактерије (појединачно: бактерија) су класификоване као прокариоти, то су једноцелични организми са једноставном унутрашњом структуром која нема језгро, а садрже ДНК који или слободно лебди у уплетеној, навојаној маси која се назива нуклеоид, или у одвојеним, кружни комади названи плазмиди. Рибосоми су сферне јединице у бактеријској ћелији где се протеини сакупљају из појединачних аминокиселина користећи информације кодиране у рибосомалној РНА.
Бактеријске ћелије су обично окружене са два заштитна омотача: спољним ћелијским зидом и унутрашњом ћелијском мембраном. Одређене бактерије, попут микоплазми, уопште немају ћелијску стијенку. Неке бактерије могу имати чак и трећи, спољашњи заштитни слој који се назива капсула. Елегантни штитници често покривају површине бактерија - дуге назване флагелла или кратке назване пили - које помажу бактеријама да се крећу и везују за домаћина.
Класификација
За разврставање бактерија користи се неколико различитих критеријума. Организми се могу разликовати по природи ћелијских зидова, њиховом облику или разликама у њиховој генетској форми.
Мрља по Граму је тест који се користи за идентификацију бактерија по саставу њихових ћелијских зидова, назван по Ханс Цхристиан Грам, који је технику развио 1884. Тест мрља грам-позитивне бактерије, или бактерије које немају спољашњу мембрану. Грам-негативне бактерије не скупљају мрљу. На пример, Стрептококус пнеумоние (С. пнеумониае), која изазива упалу плућа, је грам-позитивна бактерија, али Есцхерицхиа цоли (Е. цоли) и Вибрио колере, која изазива колеру, су грам-негативне бактерије.
Постоје три основна бактеријска облика: округле бактерије зване коки (једнине: кокци), цилиндричне, у облику капсуле познате као бацили (једнине: бацили); и спиралне бактерије, прикладно назване спирилла (једнина: спириллум). Облици и конфигурације бактерија често се одражавају на њихова имена. На пример, прокухавање млека Лацтобациллус ацидопхилус су бацили и пнеумонија С. пнеумониае су ланац кока. Неке бактерије попримају друге облике, попут стабљике, квадрата или звезде.
Репродукција
Већина бактерија множи се процесом званим бинарна фисија, према Факултету за пољопривреду и науку Универзитета у Цорнеллу. У овом процесу, једна бактеријска ћелија, која се назива „родитељ“, ствара копију своје ДНК и повећава се удвостручујући свој ћелијски садржај. Потом ћелија раздваја, гурајући дуплицирани материјал ван и стварајући две идентичне ћелије "кћерке".
Неке бактеријске врсте, попут цијанобактерија и чврстих честица, размножавају се преко пупољка. У овом случају кћерна ћелија расте као изданак родитеља. Почиње као мала матица, расте све док није исте величине као родитељ и одвоји се.
ДНК који се налази код родитеља и потомства након бинарне фисије или пупољка је потпуно исти. Због тога, бактеријске ћелије уносе варијације у свој генетски материјал интегришући додатну ДНК, често из своје околине, у свој геном. То је познато као хоризонтални пренос гена; настала генетска варијација осигурава да се бактерије могу прилагодити и опстати како се мења њихово окружење.
Постоје три начина хоризонталног преноса гена: трансформација, трансдукција и коњугација.
Трансформација је најчешћи процес хоризонталног преноса гена и дешава се када се кратки фрагменти ДНК размењују између донора и прималаца. Трансдукција, која се обично дешава само између уско повезаних бактерија, захтева од даваоца и примаоца да пренесу ДНК дељењем рецептора ћелијске површине. Коњугација захтева физички контакт између ћелијских зидова бактерија; ДНК се преноси из ћелије донора у примаоца. Преко коњугације, бактеријска ћелија може пренети ДНК у еукариотске ћелије (вишецелични организми). Коњугација помаже у ширењу гена отпорности на антибиотике.
Бактерије у људском здрављу и болести
Бактерије могу бити корисне као и штетне за људско здравље. Комензалне, или „пријатељске“ бактерије, деле простор и ресурсе у нашим телима и обично су од помоћи. У нашим телима постоји око 10 пута више микробних ћелија него људских ћелија; највећи број микробних врста налази се у цревима, према чланку микробиолога Дејвида А. Релмана из 2012. године у природи.
Људско црево је угодно окружење за бактерије, са доста хранљивих материја које су доступне за њихову исхрану. У прегледном чланку из 2014. објављеном у Америцан Јоурнал оф Гастроентерологи, аутори спомињу бактерије црева и друге микроорганизме, попут корисних сојева Е.цоли и Стрептокок, помажу у варењу, спречавају колонизацију штетним патогенима и помажу у развоју имунолошког система. Штавише, поремећај цревних бактерија је повезан са одређеним болестима. На пример, пацијенти са Црохновом болешћу имају повећан имунолошки одговор на бактерије црева, према прегледу из 2003. објављеном у часопису Тхе Ланцет.
Остале бактерије могу изазвати инфекције. Неколико бактерија - у распону од такозване групе А Стрептокок, Цлостридиум перфрингенс (Ц. перфрингенс), Е. цоли и С. ауреус може изазвати ретку, али озбиљну инфекцију меког ткива која се назива некротични фасциитис (понекад назван бактеријама које једу месо). Према центрима за контролу и превенцију болести (ЦДЦ), ова инфекција погађа ткива која окружују мишиће, живце, масти и крвне судове; може се лечити, посебно ако се ухвати рано.
Отпорност на антибиотике
Антибиотици се обично користе за лечење бактеријских инфекција. Међутим, последњих година неправилна и непотребна употреба антибиотика подстакла је ширење неколико сојева бактерија отпорних на антибиотике.
У случајевима резистенције на антибиотике, заразне бактерије више нису подложне претходно ефикасним антибиотицима. Према ЦДЦ-у, најмање 2 милиона људи у САД-у се зарази бактеријама отпорним на антибиотике сваке године, што доводи до смрти најмање 23.000 људи.
"Отприлике свака инфекција за коју сада мислите да је идентификована као повезана с неким нивоом отпорности", рекао је доктор Цхристопхер Црницх, лекар заразне болести и болнички епидемиолог са Универзитета у болницама у Висцонсину и болнице за ветеранске болести Мадисон. "Мало је инфекција које сада лечимо где инфекције изазване резистентним бактеријама нису клиничка брига."
На пример, МРСА је један од озлоглашених бактеријских сојева резистентних на антибиотике; одупире се метицилину и другим антибиотицима који се користе за лечење Стафилокок инфекције, које се стичу првенствено контактом са кожом. Инфекције МРСА јављају се у здравственим установама као што су болнице и старачки домови, где могу довести до упале плућа или крвотока. МРСА се такође шири у заједници, посебно у ситуацијама када је пуно изложене коже, других физичких додира и употребе заједничке опреме - на пример, међу спортистима, у салонима за тетовирање и у дневним установама и школама. МРСА у заједници најчешће изазива озбиљне инфекције коже.
Важна страна у борби против резистенције на антибиотике је опрезност у њиховој употреби. „За нас је толико важно да интелигентно користимо антибиотике“, рекао је Црницх за ЛивеСциенце. "Антибиотик желите да користите само када имате јасну бактеријску инфекцију."
Овај чланак је ажурирао 25. априла 2019, сарадница науке у живо Рацхел Росс.
