PROCARYOTA

  1. Tworzenie się komórek

Na początku, na Ziemi nie istniały żadne formy życia. Występowały tylko procesy chemiczne, które w toku ewolucji doprowadziły do powstania związków chemiczny. Taki obraz Ziemi trwał przez pierwsze 2 miliardy lat od powstania. Związki chemiczne łączyły się ze sobą tworząc coraz bardziej skomplikowane struktury zwane protobiontami. Przypuszcza się, że z nich powstały pierwsze komórki.

Jako pierwsze komórki, na Ziemi pojawiły się proste Procaryota. Pierwsze z nich pojawiły się na naszej planecie około 3,5 miliarda lat temu. Nie posiadały one jądra komórkowego. Z nich ewoluowały w późniejszym czasie Eucaryota.

Do Procaryota należą Sinice i Bakterie.

BUDOWA

  1. Budowa i kształt komórki bakteryjnej

Rozmiary komórek bakteryjnych są bardzo niewielkie. Trudne do zobaczenia w mikroskopie świetlnym. Wynoszą od 1 do kilkudziesięciu μm. Kształty bakterii:

  1. Sferyczne ( Kuliste)
      • ziarniaki- Coccus
      • dwoinki- Diplococcus
      • paciorkowce- Strepotococcus
      • gronkowce- Staphylococcus
      • pakietowce- Sarcina
  1. Cylindryczne
      • pałeczki- Bacterium
      • laseczki- Bacillus
      • maczugowce- Corynebacterium
  1. Spiralnie skręcone
      • śrubowce- Spirillum
      • przecinkowce- Vibrio
      • krętki- Spirochaeta
  1. Kształty prątków
      • Prątki- Actinomyces
  1. Kształty promieniowców
      • Prątki- Mycobacterium

Protoplast komórki bakteryjnej otoczony jest ścianą komórkową zbudowaną z mureiny. Jest to polimer białkowo- cukrowy. Cała komórka bakteryjna otoczona jest otoczka śluzową. Pełni ona funkcje ochronne. Grubość ściany komórkowej u różnych bakterii jest różna. U bakterii gramujemnych (niebarwiących się trwale fioletem goruczkowym) ściana komórkowa jest cienka, dodatkowo od zewnętrznej strony otoczona kompleksem białkowo- lipopolisacharydowym. U bakterii gram dodatnich( barwiących się trwale fioletem goryczkowym) ściana komórkowa jest gruba, złożona z wielu warstw mureiny. Nie posiada dodatkowego kompleksu białkowo- lipopolisacharydowego tak jak jest to u bakterii gramujemnych. U bakterii mogą występować na zewnątrz komórki dodatkowe elementy: rzęski i fimbrie. Wewnątrz komórki w centralnym miejscu położony jest nukleoid- obszar, gdzie występuje kolisty DNA- genofor. Dodatkowo w cytoplazmie występują malutkie, koliste cząsteczki DNA zwane plazmidami. Warunkują one oporność na antybiotyki. U wszystkich bakterii w cytoplazmie występują: mezosomy, rybosomy i ziarna ciał zapasowych. U bakterii przeprowadzających fotosyntezę w cytoplazmie występują tylakoidy czyli ciałka chromatoforowe zawierające barwniki fotosyntetyzujące.

Materiałem zapasowym bakterii jest wolutyna, a sinic skrobia sinicowa. Materiałem zapasowym może być również glikogen.

Część bakterii tworzy formy przetrwalnikowe- endospory. Należą do nich laseczki oraz niektóre maczugowce.

FUNKCJE ŻYCIOWE

  1. Odżywianie się

Większość bakterii jest saprofitami. Żywią się martwa materią. Rozkładają złożone związki chemiczne na pierwiastki. Dzięki temu istnieje w przyrodzie cały czas obieg pierwiastków. Pozostałe heterotroficzne bakterie mogą być:

- komensalami- czerpią pokarm nie zużyty, wyprodukowany przez inne organizmy, np. pałeczka okrężnicy;

- symbiontami- np. bakterie azotowe;

- pasożytami- bakterie chorobotwórcze, np. dwoinka zapalenia płuc.

Bakterie samożywne, czyli autotrofy same wytwarzają substancje organiczne ze związków nieorganicznych na drodze asymilacji CO2. jeżeli energię potrzebna do przeprowadzenia tych reakcji czerpią ze światła, to są to bakterie fotosyntetyzujące. Jeżeli energia pochodzi z utleniania związków nieorganicznych to są to bakterie chemosyntetyzujace.

  1. Oddychanie wewnątrzkomórkowe

Bakterie oddychają tlenowo albo beztlenowo. Proces beztlenowego oddychania nazywany jest fermentacją. Fermentacja polega na beztlenowym rozkładzie cukrów. W zależności od produktu końcowego fermentacji możemy wyróżnić fermentację: mlekową, alkoholową, masłową, proprionową. Bakterie beztlenowe to anaeroby. Aeroby, czyli bakterie tlenowe w obecności tlenu rozkładają cukry do CO2 i H2O.

  1. Rozmnażanie się

Bakterie są organizmami haploidalnymi. Bezpłciowo rozmnażają się bezpłciowo przez podział lub fragmentację koloni bakterii. Pomimo tego, że genofor nie tworzy typowego chromosomu, to jednak dochodzi do podwojenia materiału genetycznego i podziału cytoplazmy. Tego rodzaju podział nazywany jest podziałem bezpośrednim albo amitozą. Komórka bakteryjna jest zdolna do podziałów nawet co 15 min.

  1. Koniugacja

Wprawdzie bakterie nie rozmnażają się płciowo, ale pewien proces płciowy zachodzi. Jest to koniugacja polegająca na wymianie materiału genetycznego pomiędzy dwoma osobnikami. Połączenie możliwe jest dzięki połączeniu się dwóch osobników za pomocą fimbrii. Dzieli temu może dojść do wymiany plazmidów albo części genoforu. Dzięki temu wzrasta różnorodność genetyczna bakterii.

  1. Systematyka

Jedną z pierwszych prób usystematyzowania bakterii przeprowadził Hans Gram w 1884. odkrył on, że niektóre bakterie barwi się trwale fioletem goryczkowym a inne nie. Podzieli więc je na gram(+) i gram(-).

Współczesna systematyka opiera się na badaniach molekularnych, które wskazują na podobieństwo w budowie DNA, enzymów i szlaków enzymatycznych. Szuka się homologii pomiędzy nimi.

Obecnie bakterie zalicza się do królestwa Procaryota.

Dzielą się na dwa podkrólestwa: archebakterie ( Archaebacteria) i bakterie właściwe (Eubacterie)

Archebakterie - nie posiadają mureiny w ścianie komórkowej, spotkać je można w kwaśnych źródłach, ściekach,

solankach i gorących źródłach.

Bakterie właściwe - zalicza się do nich promieniowce, bakterie stylikowe, bakterie właściwe sensu stricto.

Sinice - są organizmami jednokomórkowymi, samożywnymi. Posiadają chlorofil a tak jak rośliny zielone i inne barwniki: fikocyjaninę, fikoerytrynę. Są zdolne do wiązania wolnego azotu. Materiał zapasowy stanowi skrobia sinicowa.

Promieniowce - są to bakterie gram(+), posiadają wielowarstwowa ścianę komórkową. Tworzą kolonie. Sa bakteriami głównie glebowymi. Niektóre z nich to groźne pasożyty.

Krętki - są to bakterie spiralnie skręcone. Są saprofitami albo pasożytami. Ściana komórkowa jest bardzo cienka.

Bakterie stylikowe - są bakteriami wodnymi. Posiadaja charakterystyczne uwypuklenie- stylik. Przyczepiają się nim do powierzchni ciał stałych czy gleby i kolonizują je. Stylik nie bierze udziału w rozmnażaniu.

Proteobakterie- są to zarówno bakterie gram(+) jak gram(-). Wśród nich są saprofity, heterotrofy, chemotrofy i autotrofy. Niektóre z nich posiadają wić. Wśród nich są laseczki, pałeczki, ziarniaki, śrubowce i przecinkowce.

  1. Gdzie można spotkać Procaryota?

Bakterie w łańcuchu pokarmowym tworzą głównie poziom destruentów. Dzięki nim obieg pierwiastków w przyrodzie jest zamknięty. Wśród bakterii są również symbionty współżyjące z innymi organizmami, np. bakterie symbiotyczne w żołądku przeżuwaczy trawią celulozę. Bakterie pasożyty wyniszczają organizm żywiciela, wywołują choroby.

Bakterie występują we wszystkich ekosystemach. Niektóre miejsca na Ziemi zamieszkane są jedynie przez bakterie czy sinice.