Podział systematyczny
Królestwo: Prokaryota (bezjądrowe)
Podkrólestwo: Eubacteria
Gromada: Bacteria
Klasa: Bacteriae(bakterie właściwe)
Klasa: Myxobacteriae(bakterie śluzowe)
Klasa: Spirochaetae(krętki)
Budowa komórki
Bakterie są organizmami jednokomórkowymi. Są prokariontami, co oznacza, że ich komórki nie posiadają typowo wykształconych organelli. Materiał genetyczny bakterii zorganizowany jest w formie pojedynczej kolistej nici DNA. Leży ona w cytoplazmie nie otoczona żadną błoną. Na zewnątrz błony komórkowej występuje ściana komórkowa. Zapewnia ona komórce bakteryjnej sztywność i trwałość, nadaje jej kształt i zabezpiecza przed pęknięciem. Ściana komórkowa bakterii zbudowana jest z peptydoglikanu, substancji charakterystycznej tylko dla prokariontów. U niektórych bakterii występuje ponadto otoczka śluzowa. Cytoplazma bakterii jest gęsta. Zawieszone są w niej liczne rybosomy oraz substancje zapasowe takie jak glikogen, lipidy, czy związki fosforanowe. U niektórych bakterii błona komórkowa wpukla się do wnętrza tworząc mezosomy, które biorą udział w przemianach energetycznych.
Oprócz pojedynczej, kolistej nici DNA, w komórce bakteryjnej występują też takie struktury jak plazmidy, drobne pętelki, w których zawarta jest niewielka ilość informacji genetycznej. Komórki bakterii są zaopatrzone są w rzęski, lecz ich budowa różni się od budowy rzęsek komórek eukariotycznych. U niektórych bakterii występują ponadto twory zwane fimbriami, które ułatwiają bakteriom przyleganie do niektórych powierzchni. Biorą także udział w przekazywaniu materiału genetycznego pomiędzy dwiema komórkami bakteryjnymi.
Komórka bakterii jest bardzo mała, jej wielkość wynosi 0,2-80µm. Jej kształty są bardzo rozmaite: kuliste, spiralne, lub cylindryczne. Występują pojedynczo, lub w koloniach, jako dwoinki, paciorkowce, gronkowce, lub pakietowce.
Czynności życiowe
Bakterie to w większości organizmy heterotroficzne, które nie potrafią samodzielnie syntetyzować związków organicznych, z prostych związków nieorganicznych. Spośród heterotroficznych bakterii największą część stanowią saprobionty, które odżywiają się martwą materią organiczną. Wiele bakterii, to organizmy pasożytnicze, zdobywające związki organiczne kosztem swojego żywiciela. Powodują one choroby roślin, ludzi i zwierząt. Inne z kolei wchodzą w związki mutualistyczne, z których oboje partnerów czerpie korzyści.
Niektóre bakterie to organizmy autotroficzne, zdolne do syntetyzowania związków organicznych z prostych związków nieorganicznych. Wśród autotroficznych bakterii wyróżniamy fotoautotrofy i chemoautotrofy. Bakterie chemosyntetyzujące czerpią energię niezbędną do syntezy związków organicznych z utleniania związków nieorganicznych, takich jak amoniak, związki siarki i żelaza, a także cząsteczkowy wodór. Fotosyntezę przeprowadzają zielone bakterie siarkowe, fioletowe bakterie siarkowe, zielone bakterie bezsiarkowe i fioletowe bakterie bezsiarkowe.
Jeśli warunki środowiska stają się niekorzystne, wiele bakterii przechodzi w stan życia utajonego. Komórka pozbywa się wówczas wody i nieznacznie się obkurcza. Dopóki warunki środowiska nie ulegną poprawie, komórka pozostaje w uśpieniu. Innym sposobem na przetrwanie niekorzystnych warunków jest wytwarzanie endospor, będących uśpionymi komórkami spoczynkowymi.
Bakterie są w większości organizmami oddychającymi tlenowo, to znaczy wymagają do oddychania tlenu atmosferycznego. Część bakterii to tlenowce względne, które wykorzystują tlen atmosferyczny do oddychania, gdy jest on niezbędny, natomiast w przypadku jego braku przestawiają się na oddychanie beztlenowe. Część bakterii to z kolei beztlenowce bezwzględne, które mogą funkcjonować jedynie w beztlenowym środowisku.
Zazwyczaj bakterie rozmnażają się bezpłciowo, na drodze podziału poprzecznego komórki. W wyniku tego procesu powstają dwie identyczne komórki potomne. Bakterie potrafią rozmnażać się w ten sposób w zadziwiającym tempie. Jeśli temperatura jest odpowiednia, a zasoby pokarmowe wystarczające, komórki niektórych bakterii są w stanie dzielić się co 20 minut. Komórki bakteryjne dzielą się amitotycznie. Amitoza polega na bezpośrednim podziale jądra, poprzez przewężenie. Jest to mniej precyzyjny, niż mitoza proces.
U bakterii nie zachodzi rozmnażanie drogą płciową, jednak czasami dochodzi do wymiany materiału genetycznego pomiędzy dwiema komórkami. Wymiana ta może zachodzić na drodze transformacji, kiedy fragmenty DNA uwolnione z uszkodzonej komórki pobierane są przez inną, na drodze transdukcji, kiedy fragmenty DNA jednej komórki dostają się do drugiej z udziałem bakteriofaga oraz koniugacji, kiedy dwie komórki o różnych typach płciowych przekazują sobie fragmenty DNA między sobą.
- Ruch
Mikroskopijnej wielkości komórki bakterii są bardzo lekkie, więc są swobodnie poruszane przez wiatr. Komórki bakteryjne można spotkać nawet 20 km nad ziemią. Pewien udział w poruszaniu biorą także rzęski oraz otoczka śluzowa. Niektóre bakterie, obdarzone wydłużoną, giętką komórką, przemieszczają się dzięki jej ruchom.
- Znaczenie bakterii
Bakterie odgrywają ogromną rolę zarówno w przyrodzie, jak i w gospodarce człowieka. Oddziaływanie bakterii może mieć negatywne jak i pozytywne skutki. Bakterie biorą udział w procesie tworzenia gleby. Bakterie saprobiontyczne biorą udział w rozkładzie martwej materii organicznej. Bakterie biorą udział w obiegu pierwiastków w przyrodzie. Obieg azotu w przyrodzie, z udziałem bakterii wygląda następująco: takie rodzaje jak Azotobacter, Clostridium, Rhizobium maja zdolność wiązania azotu atmosferycznego, czyniąc go dostępnym dla roślin. Wspomniane bakterie przekształcają azot atmosferyczny w amoniak. Amoniak może pozostać w glebie, w postaci soli amonowych, może też jednak zostać utleniony w procesie nitryfikacji. Proces nitryfikacji jest dwuetapowy. Pierwszy etap, czyli utlenianie NH3 do NO2- przeprowadzają bakterie należące do grupy Nitroso. Etap drugi, czyli utlenianie NO2- do NO3- przeprowadzają bakterie należące do grupy Nitro.
Bakterie wchodzą w skład fitoplanktonu, stanowiąc w ten sposób bazę pokarmową dla wielu organizmów wodnych. Są istotnym ogniwem łańcucha troficznego. Biorą udział w procesie biologicznego oczyszczania wód i ścieków. Będąc składnikiem flory jelitowej wielu zwierząt, biorą udział w procesach trawienia. Przez człowieka są wykorzystywane w procesie produkcji kiszonek, octu, alkoholu oraz przetworów mleczarskich, takich jak jogurty, czy kefiry. Przemysł farmaceutyczny wykorzystuje bakterie do produkcji antybiotyków.
Bakterie pasożytnicze w sposób negatywny oddziałują na funkcjonowanie przyrody i człowieka, ponieważ wywołują liczne choroby ludzi, zwierząt oraz roślin. Powszechnie występującymi chorobami roślin, spowodowanymi infekcją bakteryjną są mokra zgnilizna, czarna nóżka, rak bakteryjny drzew, czy parch bakteryjny. U zwierząt bakterie wywołują takie choroby jak nosacizna, wąglik, gruźlica, czy zgnilec pszczół, natomiast u ludzi, infekcja bakteryjna jest przyczyną takich chorób jak trąd, dżuma, angina, gruźlica, tężec, kiła, rzeżączka, salmonelloza, czy zapalenie opon mózgowych. Bakterie wywołują ponadto liczne zatrucia pokarmowe. Przed bakteriami można się bronić, stosując antybiotyki. Działanie antybiotyków polega na unieczynnianiu rybosomów bakteryjnych, hamowaniu biosyntezy białka oraz podziałów komórkowych.
***
Endospora: jest to zarodnik przetrwalny, zaopatrzony w grubą ścianę komórkową. Powstaje wewnątrz komórki macierzystej
Fermentacja: proces oddychania beztlenowego. Polega na beztlenowym rozkładzie cukrów. Proces ten odbywa się w cytoplazmie komórki. Dostarcza znacznie mniej energii, niż oddychanie tlenowe.
Fotosynteza: proces syntezy związków organicznych z prostych związków nieorganicznych, takich jak woda i dwutlenek węgla, przy udziale energii świetlnej. Zachodzi przy udziale zielonego barwnika, którym może być chlorofil(u roślin), lub bakteriochlorofil.
Genofor: odpowiednik chromosomu, występujący u prokariontów i wirusów. Zbudowany jest z kolistej cząsteczki DNA, u prokariontów jest ona dwuniciowa. W przeciwieństwie do chromosomów eukariotycznych pozbawiony jest białek histonowych.
Heterotrof: organizm, który jest niezdolny do syntezy związków organicznych z prostych związków nieorganicznych. Jedynym źródłem węgla są dla niego zatem związki organiczne.
Mezosom: wpuklenia błony komórkowej, mające połączenie z genoforem. Biorą udział w tlenowym etapie oddychania oraz w procesie cytokinezy
Roztocza: organizmy, które odżywiają się związkami organicznymi pochodzącymi z rozkładu martwej materii organicznej. Zamieniają związki organiczne w proste związki nieorganiczne.
