Bakterie

Bakterie (Bacteria, zastaralé a dnes nepoužíváné jsou termíny Bacteriophyta či Schizomycetes) jsou prokaryotické organismy. Jejich buňky jsou charakteristické přítomností mureinové buněčné stěny , nukleoidem (jadernou oblastí, která je jen u velmi málo druhů oddělena od cytoplazmy membránou), prokaryotickým typem ribozómů, DNA bez intronů, plazmidy a absencí klasického pohlavního rozmnožování.

EscherichiaColi NIAID.jpg pod elektronovým mikroskopem]] Bakterie jsou jednoznačně nejrozšířenější skupinou organismů na světě. Je možno je nalézt v půdě, vodě, ovzduší i jakožto symbionty uvnitř a na povrchu mnohobuněčných organismů. Vyskytují se mezi nimi druhy, které se specializují na osidlování prostředí, kde by ostatní organismy mohly přežívat jen stěží (vroucí voda v sopečných jezerech, nejvyšší vrstvy atmosféry). Některé druhy jsou dle výzkumů sto přežít i ve vesmíru - ve vakuu a o teplotě - 270 stupňů Celsia.

Studiem bakterií se zabývá bakteriologie, za jejíhož zakladatele je považován Robert Koch.

Velikost bakterií

Velikost bakterií je velice rozmanitá. Obvykle se pohybuje mezi desetinami a desítkami μm. Dříve se mělo za to, že prokaryotická buňka nemůže být větší než řádově desítky mikrometrů vzhledem k omezeným možnostem difuze, která hraje hlavní úlohu při transportu látek buňkou. Existují však bakterie, které obecnost této teorie popírají. Nejradikálnější je v tomto ohledu Epulopiscium fishelsoni, jejíž 0,2-0,7 mm dlouhé buňky jsou větší než buňky většiny prvoků.

Stavba bakteriální buňky

Bakteriální buňka je buňkou prokaryotní, tzn. že obsahuje buněčnou stěnu (může chybět), cytoplazmatickou membránu a protoplast, který se skládá z nukleoidu, ribozomů, inkluzí, cytoskeletu a cytosolu. Některé bakterie mohou mít bičík, fymbrie, pily. Jiné mají glykokalyx, slizovou vrstu, či další obaly. Tzv. sporulující bakterie vytváří ve svém životním cyklu sporu, což je odolný klidový útvar.

Tvar bakteriálních buněk a jejich kolonií

U bakterií rozlišujeme tyto základní typy buněk:

kulovitý (takto tvarované bakterie se obecně nazývají koky). Pokud vytvářejí kolonie, dělíme je dále na diplokoky (kolonie tvořené dvěma buňkami), tetrakoky (čtyři buňky v kolonii), streptokoky (řetízkovité kolonie), stafylokoky (hroznovité kolonie) a sarciny (balíčkovité kolonie).

tyčinkovitý. Jeho zástupci se mohou sdružovat v koloniích po dvou (diplobakterie), řetízcích (streptobakterie) a „palisádách“ (palisádové bakterie).

zakřivený. Takto tvarované bakterie nevytvářejí kolonie a dělí se na vibria (krátké lehce zakřivené tyčinky), spirily (lehce zvlněné tyčinky), spirochety (tyčinky šroubovitého tvaru).

vláknitý.

větvený. Vytvářejí buďto náznaky větvení nebo větvení úplné. Druhá skupina může vytvářet bakteriální mycelia.

Některé typy bakterií disponují bakteriálními bičíky. Podle množství bičíků na buňce rozlišujeme typy monotrichální (jeden bičík na konci buňky), amfitrichální (po bičíku na obou koncích), lofotrichální (vícero bičíků, ale jen an jednom konci buňky) a peritrichální (bičíky jsou po celém povrchu).

Některé bakterie (klostridie, bacily) dokáží vytvářet tzv. endospory - obzvlášť odolné spory vytvářené uvnitř buňky. V nich přežívají nehostinné podmínky a později za příznivějších okolností vyklíčí ve vegetativní buňky.

Systematické členění bakterií

Bakterie určujeme v čisté kultuře. Stejně jako u jinných organizmů se používá binomické názvosloví (např. Escherichia coli) a základním taxonem je druh. Vyššími taxony jsou rod, čeleď, řád, oddělení a říše. Nižšími taxony pak poddruh, morfovar, patovar a serovar.

Fylogenetický systém bakterií ale chybí, a proto se nejčastěji používá systém morfologický. Nejčastěji je to: Bergey´s Manual of Systematic Bacteriology (snaží se respektovat poznatky z fylogeneze) a Bergey´s Manual of Determination Bacteriology. Dalšími systémy může být numerická taxonomie (znaky číselný kód, který se porovnává se standardem), porovnávání ideogramů (sekvencí nukleových kyselin) a rRNA taxonomie.

Do víše uvedených systémů se bakterie řadí podle:

Morfologických znaků

tvar (koky, tyčinky, aktinomicety)
seskupení (diplokoky, tetrakoky, sarciny...)
barvitelnost buněčné stěny podle Grama (G+, G-)
bičíky (monotricha, lofotricha, amfitricha, peritricha)
tvorba spor (sporulující, nesporulující)
tvar kolonií
- Kultivačních znaků

Teplota (rozeznáváme minimum, optimum a maximum) - podle optima dělíme na:

psychrofiloní (15°C)
mezofilní (20-45°C)
termofilní (45-70°C)
hypertermofilní (70-90°C)
- pH

alkalofilní (nad 8)
neutrofilní (6 - 7)
acidofilní (pod 6)
acidorezistentní
- vztah k O2 (aerobní, anaerobní)
tolerance k chemikáliím
- Biochemickým (metabolických) znaků

typ přijímaných látek - enzymová výbava
primární a sekundární metabolity
energetický metabolismus
- Ostatní

stavba DNA
serologické vlastnosti

Ve starším pojetí zahrnovala říše bakterie (Moneyra) všechny prokaryotní organismy. Postupem času byla rozčleněna na dvě podříše: Eubacteria (pravé bakterie) a Archebacteria (archebakterie) - bakterie hypertermofilní. V současné době byly obě podříše rozděleny a tvoří samostatné říše Bacteria (bakterie) a Archaea (archea).

V praxi se můžeme často setkat s dělením bakterií podle barvitelnosti jejich buněčné stěny Gramovým barvením na bakterie grampozitivní (Firmicutes), gramnegativní (Gracilicutes) a bakterie bez buněčné stěny (Tenericutes). Tyto skupiny jsou pak dále členěny dle klasické binomické taxonomie živých organismů. Z fylogenetického hlediska je ovšem správnost tohoto dělení velice pochybná.

Rozmnožování a sexualita bakterií

Nepohlavní rozmnožování

Bakterie se rozmnožují nejčastěji příčným dělení, případně pučením nebo hormogonií.

Při příčném dělení se buňka prodlouží na dvojnásobnou délku, načež se uprostřed vytvoří septum (přehrádka složená z membrány a základu buněčné stěny), které buňku rozdělí na dvě stejné části. Z každé pak vznikne jedna sesterská buňka. Příčnému dělení předchází replikace bakteriální DNA.

Pučení probíhá tak, že zralá buňka začne na svém povrchu vytvářet „de novo“ novou buňku. Pokud dceřiná buňka doroste do dostatečné velikosti, je do ní vpuštěna DNA a buňka (obvykle podstatně menší než mateřská) je odpojena. Postupem času doroste a může se začít sama rozmnožovat. I zde samozřejmě předchází pučení replikace DNA.

Sexualita bakterií

Bakterie nemají systém pohlaví podobný eukaryotám, nicméně mohou si navzájem vyměňovat část svojí genetické informace pomocí plazmidů.

Význam bakterií

Bakterie patří k nejstarším organismům nalézaných ve formě fosílií. Nacházíme je již ve starším proterozoiku. Skupina bakterií se považuje za nejrozšířenější skupinu živých organismů (konkurovat jim mohou maximálně organismy skupiny Archea) . Dokáží přežít ve vesmíru, ve 100 stupňů Celsia horkých pramenech i v činných kráterech na dně Mariánského příkopu. Jsou nezastupitelné ve svém významu pro koloběh látek, jako symbiotické organismy či jako výrobní prostředek v biotechnologiích. Dále jsou tu také bakterie způsobující choroby a bakterie podílející se na rozkladu mrtvé organické hmoty. Hydrolytické baktérie jsou bakterie zodpovědné za hydrolýzu organických látek.

Seznam významných bakteriálních nemocí člověka

Bakterie významné pro potravinářský průmysl

Streptococcus cremoris - výroba šlehaček
Lactobacillus bulgaricus - výroba jogurtů
Lactobacillus acidophilus - výroba acidofilního mléka
Streptococcus thermophillus - výroba jogurtů

Bakterie významné v chemickém průmyslu

Clostridium acetobutylicum (výroba acetonu a butanolu)

Bakterie významné v lékařství

Escherichia coli, geneticky upravené formy produkují lidskou formu inzulinu

Zdroje

Externí odkazy

příklad staré klasifikace bakterií na www.primar.sk, slovensky
Bakteriální nomenklatura z DSMZ, angl.
Strom života], angl.

Literatura

Prescott et all: Microbiology (1996)
Atlas et all: Principles of Microbiology (1997)
Stanislav Rosypal a kol: Přehled biologie (1994)
Bergey's manual of systematic bacteriology (1986)

Bakterie | Mikrobiologie | Prokaryota

Gourt Home::Gourt :: Bakterie