BACTERII: CARACTERISTICI, MORFOLOGIE, TIPURI, REPRODUCERE - BIOLOGIE - 2025

De Bacteriile sunt un grup mare de microorganisme procariote. În general, au dimensiunea de doar câțiva microni. Au forme diferite, variind de la formă cilindrică la spirală până la forme de trestie.

Acestea sunt practic organisme omniprezente și pot fi localizate în sol, în corpurile de apă marine și dulci de apă, care locuiesc în flora intestinală și în saliva multor vertebrate și ca paraziți ai animalelor și plantelor. De asemenea, s-au găsit în medii extreme, cum ar fi izvoarele calde acide, evacuările hidrotermale și deșeurile radioactive.

Bacterium Bacterium tartarophtorum, B. manitopoeum și Bacillus sporogenes care cresc într-un recipient din oțel inoxidabil. Luate și editate de pe commons.wikimedia.org

Acești microbi sunt o parte esențială a multor cicluri de nutrienți. Ele sunt componenta de bază a microbiotei tuturor lanțurilor trofice, iar biomasa lor poate fi calculată la aproximativ 5 × 10 ^{30 de} bacterii de pe planeta Pământ.

O altă cifră interesantă este aceea a cantității de bacterii care locuiesc în corpul uman: se crede că la un om mediu există aproximativ 39 de miliarde de celule bacteriene și cele mai multe dintre acestea se regăsesc ca parte a florei intestinale.

Clasificarea tradițională a bacteriilor a cuprins un grup taxonomic polifiletic. Astăzi, grupul a fost împărțit în două domenii: bacterii și arhee. Bacteriile sunt recunoscute ca fiind grupul procariot cu lipide de membrană compuse din diestre diacilice de glicerol.

Pe de altă parte, arheea este grupul de procariote a căror membrană este compusă din lipide izoprenoide (dieter glicerol sau tetraeter glicerol). De asemenea, ele prezintă diferențe de ARN ribozomal, fiind numite ARN-uri bacteriene și, respectiv, ARN-arhaean.

Morfologie

Bacteriile au o mare varietate și dimensiune morfologică. Aceste organisme unicelulare pot măsura de la 0,3 microni până la 0,5 milimetri, cu toate acestea, măsurătorile lor sunt în general între 0,3 și 5,0 microni.

Forma numită cocci (sferică) este cea mai frecventă în rândul bacteriilor. Cu toate acestea, alte forme, cum ar fi bacilii (în formă de baston sau tijă) sunt, de asemenea, relativ frecvente.

Alte morfuri care nu sunt atât de frecvente printre bacterii sunt: ​​virgulele, numite și vibrio (cu formă de tijă ușor curbată sau ca semnul de punctuație „,”) și spirilii sau spirochete (cu forme spiralate). Unele mai neobișnuite au încă formă de stele.

Alte caracteristici nemorfologice

Reprezentanții domeniului bacteriei, fiind organisme unicelulare procariote, nu prezintă un nucleu definit sau organele membranoase complexe. Peretele celular al acestora are un pectidoglican care conține acid muramic, iar lipidele de membrană conțin acizi grași cu lanț drept cu legături esterice.

Prezintă vezicule gazoase. ARN de transfer are timină (în majoritatea ARNt-urilor) și N-formilmetionină (purtate de ARN-ul inițiator). Prezintă ARNm policistronic, adică codifică mai mult de o proteină.

Ribozomii au dimensiunea anilor 70. Sunt sensibili la cloramfenicol și kanamicină, nu prezintă sensibilitate la anisomicina antibioticului.

ARN polimeraza bacteriană este o moleculă mare. Are cinci subunități de aproximativ 410 kilodaltoni fiecare. În plus, în structura sa ARN polimeraza are o canelură de 55 Å în lungime și 25 Å în lățime. Ești sensibil la rifampicină. Nu are promotori de polimerază de tip II.

Bacteriile fixează azotul, realizează fotosinteza pe bază de clorofilă și, de asemenea, realizează chemolitotrofia (oxidarea compușilor anorganici). Nu produc metan și nici nu prezintă enzima ATPază.

ID-ul

Identificarea și clasificarea bacteriilor este una dintre cele mai complexe probleme din biologia microorganismelor. Există numeroase caracteristici și metode care sunt utilizate pentru identificarea și clasificarea ulterioară a acestor indivizi.

Caracteristicile clasice includ morfologia, fiziologia și metabolismul, biochimia, relațiile și funcțiile ecologice și genetica.

Analizele cele mai utilizate sunt: ​​produsele de fermentație, tipul de nutriție, surse de carbon și azot, incluziuni de stocare, motilitate, toleranță osmotică, condiții fizico-chimice optime, pigmenți fotosintetici, printre multe altele.

Alte caracteristici neclasice se găsesc la nivel molecular. În ultimele decenii, utilizarea acizilor nucleici și a proteinelor în taxonomia bacteriilor a câștigat un impuls deosebit.

Comparațiile dintre gene (proteine ​​și acizi nucleici) oferă informații vaste despre înrudire și, desigur, similaritate între organisme.

Tipuri (clasificare)

Bacteria, a fost un termen folosit în mod tradițional pentru a desemna toate procariotele unicelulare. Cu toate acestea, sistematicele moleculare au arătat că acest grup antic de organisme (procariot) s-a divergent în 2 grupuri sau domenii.

Aceste două grupuri au fost numite eubacterii și arhebacterii. Ulterior au fost redenumite ca bacterii și arhee. Arheii sunt un grup cel mai strâns legat de membrii unui al treilea domeniu, numit Eukarya.

Acest ultim grup este format din organisme eucariote. Împreună, cele 3 domenii (bacterii, arheă și eucarya) alcătuiesc clasificarea actuală a vieții.

Sistemul celor 3 domenii, Bacterii, Archea și Eukarya. Luate și editate de pe commons.wikimedia.org

-Clasificări de bacterii

Bacteriile pot fi clasificate după diferite criterii, cum ar fi:

Organizarea celulelor

Bacteriile sunt în general unicelulare, cu toate acestea, în funcție de organizarea celulară, ele pot fi clasificate drept „unicelulare și multicelulare”.

Metabolism

În funcție de mediul în care se găsesc și de modul în care își desfășoară procesele pentru obținerea de energie și nutrienți, bacteriile sunt clasificate în:

• Anaerobe: cele care trăiesc și se dezvoltă în medii fără oxigen.
• Aerobic: bacterii care trăiesc și prospera în medii cu oxigen.
• Facultativ: acele organisme care trăiesc și se dezvoltă indistinct în mediile anaerobe sau aerobe, adică pot trăi în medii cu sau fără oxigen.

Peretele celular

În funcție de compoziția peretelui celular al bacteriilor, acestea reacționează la colorația Gram, fie cu o culoare albastru închis sau violet, sau pe de altă parte cu o culoare roz sau roșie, iar clasificarea lor este următoarea:

• Gram pozitiv: colorație albastră sau violetă și perete celular îngroșat.
• Gram-negativ: culoare roz sau roșu și perete celular subțire sau subțire.

Temperatura de creștere și dezvoltare

În funcție de temperaturile în care se dezvoltă aceste microorganisme, acestea pot fi clasificate în:

• Psihrofile : acele bacterii care se dezvoltă în medii cu temperaturi foarte scăzute.
• Mesophilic : bacterii care locuiesc și se dezvoltă la temperaturi cuprinse între 15 și 35 ° C (temperaturi moderate), însă, unii cercetători consideră organisme care se dezvoltă într-un interval de 20 până la 40 ° C mezofil.
• Termofile : acele celule bacteriene care se dezvoltă și trăiesc la temperaturi ridicate, adică peste 45 ° C.

Formă

Bacteriile sunt de mult identificate în funcție de forma lor, iar clasificarea lor este următoarea:

• Cocaceae : cilindric sau sferic. Aceste forme au diverse clasificări în funcție de numărul de celule pe care le formează și forma pe care o construiesc. De exemplu, în ceea ce privește numerele, atunci când cocaceae sunt observate în perechi, ele sunt numite "diplococi" și când sunt găsite în numere de 4 sunt numite "tetracocci". Dar când vine vorba de formare, dacă aceste lanțuri de formă sunt numite „streptococi”, atunci când formează cluster „stafilococi” și când sunt în formă de cub, ele sunt numite „sarcine”.
• Bacilli : bacterii cu forme alungite, precum o tijă sau o tijă. Când acești bacili formează lanțuri sunt numiți „streptobacili”.
• Cocobacili : bacterii semicilindrice, dar aplatizate la poli, care prezintă o formă ovală.
• Spirilos : bacterii cu forme în spirală, similar cu un tirbușon.
• Vibrioarele : organisme cu forma unei tije scurte și îndoite, ele se mai numesc virgule, precum semnul de punctuație.

Morfologia bacteriilor. Luate și editate de pe commons.wikimedia.org

-Clasificarea actuală a domeniului bacteriei

În urma clasificării revoluționare de către Carl Woese și colegii din 1990, clasificarea bacteriilor s-a schimbat radical. În prezent, în conformitate cu LPSN sau lista de nume procariote cu stând în nomenclatură (Lista de nume procariote cu Standing in Nomenclature), domeniul bacteriilor este împărțit în 34 de fitile. Printre aceste fila se numără:

spirochete

Bacterii alungite și elicoidale. Gram negativ. Au un plic de celule exterioare. Ei se deplasează cu filamente axiale.

Firmicutes

Grup de bacterii Gram-pozitive, în principal cu perete celular îngroșat și conținut scăzut sau procent de GC. Firmiculele sunt în principal în formă de tijă și uneori în formă de nucă de cocos. Multe specii produc endospore.

Proteobacteria

Bacterii gram-negative, cu morfologie variată și un perete celular format din lipopolizaharide. În principal heterotrofe, deși unele specii pot fotosinteza. Sunt foarte abundente în oceane și în alte corpuri de apă.

cianobacteriei

Organisme bacteriene care au clorofilă și fitocianină. Se numesc alge albastru-verde. Sunt Gram-negative și capabile de fotosinteză oxigenă.

Bacteroidetes

Bacterii adaptate la o mare diversitate de habitate. Metabolismul anaerob. Gram negativ. Unele specii sunt agenți patogeni oportunisti.

Chlorobi

Grup de bacterii care realizează fotosinteză anoxigenică. Metabolismul anaerob. Gram negativ. Se numesc bacterii cu sulf verde.

Chloroflexi

Bacteriile monodermice, adică au o singură membrană celulară. Au un perete celular exterior foarte subțire de peptidoglican. Grupul are reprezentanți termofili și mezofili. Unele fotosintetizează. În principal aerobic. Gram pozitiv.

Thermotogae

Sunt bacterii adaptate pentru a trăi în medii extreme. Sunt considerate organisme hipertermofilice. Metabolizarea anaerobă și poate prelucra carbohidrații. Sunt gram-negative.

Reproducere

Fisiune binară

Principalul mecanism de reproducere a bacteriilor este fisiunea binară sau bipartiția. Este un tip de reproducere asexuală, în care celula bacteriană trebuie să se dubleze ca mărime și apoi să se împartă, dând naștere la două celule fiice.

Acest tip de reproducere asexuală permite bacteriilor să aibă o rată de creștere exponențială a populației. În acest fel, populația în creștere poate utiliza mai bine și mai repede resursele disponibile și, de asemenea, să extindă posibilitatea de a genera organisme sau tulpini rezistente la diferitele medii în care se dezvoltă.

Fisiunea multiplă

Este un tip de diviziune celulară în care nucleul este împărțit în mai multe părți egale și apoi se produce diviziunea citoplasmei, dând naștere și simultan mai multor celule fiice.

Înmugurire sau înmugurire

Acest tip de reproducere bacteriană asexuală are loc într-o locație nespecifică a bacteriei părinte. Începe cu o bombă în citoplasmă numită mugur, care apoi se dublează la dimensiunea părintelui și se separă ca un individ nou (celula fiică). Acest tip de reproducție a fost observat în planctomicete, fiticute și cianobacterii.

Producția de baocite

Acest tip de reproducere, numit și fisiune binară atipică, constă dintr-o mică celulă circulară (baeocit), care ulterior crește în masă sau dimensiune, formând o celulă vegetativă.

În timpul creșterii dimensiunii, această celulă vegetativă își reproduce ADN-ul de mai multe ori, mai târziu trece la faza reproducătoare unde suferă fisiuni citoplasmatice, care ulterior vor deveni zeci sau chiar sute de baeocite. Acest tip de reproducere a fost studiat în cianobacterii.

Nutriție

Bacteriile au mai multe tipuri de nutriție:

Lithotrophs

Bacterii care folosesc substraturi anorganice precum nitriți, nitrați, fier sau sulfați pentru biosinteză sau conservarea energiei prin anaerobioză sau aerobioză.

Organotrophs

Organisme bacteriene care obțin hidrogen sau electroni din surse organice precum carbohidrați, hidrocarburi sau lipide. Aceste organisme pot fi aerobe sau anaerobe, chiar heterotrofe sau autotrofe.

Bacterii autotrofe

Organisme care se dezvoltă prin sintetizarea substanțelor anorganice care ar putea fi carbon, dar anorganice precum dioxidul de carbon.

Bacterii heterotrofe

Acele organisme care sintetizează substanțe chimice a căror sursă de carbon este organică, cum ar fi polizaharidele.

mixotrof

Bacterii care necesită sinteza substanțelor anorganice pentru conservarea și obținerea energiei, dar necesită, de asemenea, compuși organici pentru a-și îndeplini nevoile metabolice biosintetice.

Boli cauzate

Dintre marea diversitate de bacterii cunoscute de om, doar câteva (în proporție) provoacă boli. Patologiile cauzate de aceste microorganisme la om pot fi clasificate în funcție de originea lor, adică în funcție de mecanismul de transmitere sau achiziție a acestora:

- Aeropurtat

Bacteriile care provoacă boli transmise în aer afectează de obicei tractul respirator sau sistemul respirator, iar în alte cazuri pot provoca afecțiuni ale pielii. Iată câteva boli transmise în aer:

Difterie

În majoritatea cazurilor această boală este transmisă de Corynebacterium diphtheriae, deși C. ulcerans poate produce manifestări clinice similare.

Boala se transmite de la o persoană bolnavă la o persoană sănătoasă prin particule transmise în timpul respirației. Poate apărea și prin contactul cu secreția leziunilor pielii. Difteria poate afecta aproape orice membrană mucoasă, iar cele mai frecvente forme clinice sunt:

• Faringian : este cea mai frecventă manifestare. Printre simptome se numără rău general, febră ușoară, dureri în gât și chiar anorexie.
• Anterior nazal : este cea mai puțin frecventă manifestare clinică. Se prezintă sub formă de nas. O secreție mucoasă purulentă poate fi, de asemenea, prezentă sau se poate dezvolta o pseudomembrană în septul nazal.
• Laringelui : Această manifestare clinică a difteriei produce febră, răgușeală, respirație, tuse care latră și sunete grozave la respirație. Dacă nu este controlată la timp, moartea poate apărea din cauza obstrucției căilor respiratorii.
• Cutanat : se prezintă sub forma unei erupții cutanate la nivelul pielii sau ca ulcerații bine definite. În funcție de locația zonei afectate (membrană) și întinderea acesteia, pot apărea complicații precum pneumonie, miocardită, neurită, obstrucție a căilor respiratorii, artrită septică, osteomielită și chiar moarte.

Legioneloza sau boala legionarilor

Boala este cauzată de o bacterie aerobă Gram-negativă, originară din sol și ecosistemele acvatice numită Legionella pneumophila. Această bacterie a fost izolată și în sistemele de aer condiționat și în incintele de duș.

Boala este rezultatul răspândirii bacteriilor prin aer dintr-un rezervor către sistemul respirator uman. Bărbații cu vârsta peste 50 de ani care sunt compromise cu fumatul, alcoolismul sau imunodeficiențele au mai multe șanse să contracteze boala.

Bacteria se află în fagozomii macrofagelor alveolare, de unde se înmulțește și provoacă leziuni tisulare. Simptomele acestei boli sunt: ​​tuse fără expulzare a secrețiilor respiratorii, se poate manifesta febră, bronhopneumonie severă și probleme neurologice.

meningita

Această boală constă într-o inflamație a meningelor creierului și măduvei spinării. Poate avea o origine aseptică sau bacteriană. Patologia de origine bacteriană provine din secrețiile respiratorii ale purtătorilor bolii sau din cazuri active.

Bacteriile care provoacă meningită colonizează inițial nazofaringele, de unde traversează mucoasa și intră în fluxul sanguin, iar de acolo până la lichidul cefalorahidian de unde inflamează meningele.

Simptomele acestei infecții sunt: ​​o afecțiune respiratorie sau dureri în gât, urmată de confuzie, vărsături, dureri de cap (în unele cazuri severe), gât și rigiditate la spate.

Pneumonie

Mai multe specii de bacterii sunt legate de pneumonie, cu toate acestea, speciile Mycobacterium avium și M. intracellulare sunt principalele cauze ale acestei boli. Aceste bacterii au o distribuție la nivel mondial și infectează nu numai omul, ci și alte vertebrate și insecte.

Sistemele respiratorii și digestive sunt considerate a fi punctul de intrare pentru acești bacili pentru colonizarea pacienților. Boala se manifestă la oameni ca o infecție pulmonară, la fel ca cea provocată de tuberculoză.

Alte boli

Multe alte boli sunt transmise de bacteriile căilor respiratorii, printre care putem menționa: tuberculoza, produsă de bacilul Koch (Mycobacterium tuberculosi); tuse convulsivă, cauzată de bacteriile Bordetella pertussis și de boli cauzate de streptococi.

-Transmiterea prin artropode

Bolile bacteriene cauzate de aceste nevertebrate sunt considerate rare, însă sunt subiect de mult interes. Unele dintre aceste boli sunt:

ehrlichiosis

Patologie cauzată de bacteria Ehrlichia chaffeensis, care este transmisă prin rezervoare de animale, cum ar fi căpușa. Odată ce bacteriile intră în fluxul sanguin, aceasta determină o boală febrilă nespecifică, numită Eclichioză monocitară umană (HEM). Boala se caracterizează prin simptome precum: febră, frisoane, cefalee și mialgie.

Tifos epidemic

Boală bacteriană transmisă omului de păduchi. Bacilul care cauzează această boală este Rickettsia prowasekii. Când păduchiul se hrănește cu o persoană infectată, bacteriile infectează intestinul artropodului și se răspândesc.

Înainte de multă vreme, în fecalele păduchilor apar cantități mari de rickettsiae, iar când păduchiul suge sângele altui individ sănătos, ei defecă.

Atunci când iritația provocată de înțepătură face ca individul să se zgârie, acesta contamină locul deteriorat și permite rickettsiae să intre în fluxul lor sanguin, unde ulterior provoacă inflamația vaselor de sânge prin infecția celulelor endoteliale. Simptomele acestei boli sunt febra, cefaleea severă și mialgia.

Durerea lui Lyme

Boala Lyme este o infecție bacteriană transmisă omului de o mușcătură de căpușă ale cărei gazde naturale sunt moli și cerbi. Bacteriile cauzale sunt spirochete din genul Borrelia.

Clinic boala are trei etape: mai întâi începe de obicei cu leziuni ale pielii care se extind ca inele. Această etapă este adesea însoțită de febră, frisoane, oboseală, stare de rău și dureri de cap.

A doua etapă este caracterizată de crize de artrită, inflamații cardiace și probleme neurologice. A treia și ultima etapă pot fi observate ani mai târziu și se caracterizează prin aceea că indivizii dezvoltă demielinizarea neuronilor și prezintă simptome similare cu Alzheimer sau scleroza multiplă.

Alte boli

Deși infecțiile bacteriene transmise de artropode sunt considerate rare, unele au provocat decese masive în umanitate, cum ar fi Moartea Neagră sau ciuma bubonică, cauzată de Yersinia pestis.

O altă boală nu este la fel de mortală ca ciuma neagră este febra Q cauzată de bacteria Coxiella burnetii și infectarea animalelor, animalelor domestice și a omului.

Bacterii care provoacă Ciuma Neagră. Yersinia pestis. Luate și editate de la https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Yersinia_pestis_fluorescent.jpeg

-Boli de contact directe

Aceste boli bacteriene sunt asociate în principal cu infecții ale pielii și țesutul subiacent. Unele dintre aceste patologii sunt:

buboi

Boala transmisă prin contactul direct cu animalele de fermă infectate sau cu produsele lor. Bacteriile care provoacă boala sunt Bacillus anthrasis, iar endosporesele sale pot rămâne viabile mulți ani în sol sau la animale.

Infecția la om apare în principal din cauza leziunilor sau tăieturilor pielii (afecțiune cutanată), poate afecta și sistemele respiratorii (antrax pulmonar) și gastrointestinale (antraxul gastro-intestinal).

Pe piele se formează o escară (o papulă ulcerată a pielii), iar simptomele însoțitoare includ febră, cefalee și greață.

Vaginoza bacteriană

Este o STD polimicrobiana (boala cu transmitere sexuala), adica produsa de mai multe bacterii. Astfel de bacterii sunt Gardnerella vaginalis, specii din genul Mobiluncus și Mycoplasma hominis.

Este o boală considerată ușoară, dar foarte contagioasă, iar simptomele ei sunt: ​​secreții vaginale spumoase, copioase, cu mirosuri similare cu peștele, nu există durere, arsură sau mâncărime.

Gonoree

O altă boală cu transmitere sexuală bacteriană. Este cauzată de Neisseria gonorrhoeae. Acest diplococ, odată intrat în organism, se atașează de celulele mucoase prin pili și proteine ​​II. Această aderență împiedică expulzarea acestuia din vagin prin secreții normale sau urină.

Simptomele la bărbați sunt: ​​puroi galben până la verde care scurge din uretră, cu urinare frecventă, însoțită de durere și senzație de arsură sau arsură. Doar 10-20% dintre cei expuși la bacterii se dezvoltă la femei, iar dacă dezvoltă boala, poate provoca sarcini ectopice și chiar sterilitate.

Alte boli

Bolile bacteriene prin contact direct sunt foarte diverse atât la originea lor, cât și la dezvoltarea lor, cele mai menționate sunt BTS și dintre acestea putem menționa: bolile genitourinare produse de micoplasme Ureaplasma urealyticum și Mycoplasma hominis; și canker, produs de Haemophilus lucreyi.

Alte boli de contact non-sexual și cauzate de bacterii sunt: ​​conjunctivita de incluziune, lepra, boala de zgârieturi a pisicii, gangrena de gaz și multe altele.

Referințe

1. Bacterie. Pe Wikipedia. Recuperat de pe en.wikipedia.org.
2. Fisiune binară. Pe Wikipedia. Recuperat de pe es.wikipedia.org.
3. LM Prescott, JP Harley și GA Klein (2009). Microbiologie, ediția a VII-a, Madrid, Mexic, Mc GrawHill-Interamericana. 1220 p.
4. GJ Olsen & CR Woese (1993). ARN ribozomal: o cheie a filogeniei. Jurnalul FASEB.
5. WB Whitman, DC Coleman, WJ Wiebe (1998). „Procariote: majoritatea nevăzută”. Lucrări ale Academiei Naționale de Științe din Statele Unite ale Americii.
6. DC Yang, KM Blair, NR Salama (2016). „Rămâi în formă: impactul formei celulare asupra supraviețuirii bacteriene în medii diverse”. Recenzii de microbiologie și biologie moleculară.
7. Partea AC (2018). LPSN - Listă de nume procariote cu Standing in Nomenclature (bacterio.net), la 20 de ani. Revista internațională de microbiologie sistematică și evolutivă.