Bacterie: Diferență între versiuni

Modifică legăturile
De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Navighează interactiv prin istoric
← Diferența anterioarăDiferența următoare →
Conținut șters Conținut adăugat
VizualWikitext
+
Linia 92: Linia 92:


== Structură celulară ==
== Structură celulară ==
''Pentru un articol mai detaliat'': [[Structura celulară a bacteriilor]]
{{Articol principal|Structura celulară a bacteriilor}}
[[Fișier:Prokaryote cell.svg|thumb|right|alt=Prokaryote cell with structure and parts|Structura și conținutul tipic al unei celule bacteriene [[Gram-pozitiv]]e<br>(se remarcă prezența unei singure membrane celulare).]]


Fiecare celulă bacteriană prezintă o [[membrană celulară]], care este alcătuită majoritar din [[fosfolipidă|fosfolipide]]. Această membrană delimitează conținutul celular și funcționează pe post de barieră, menținând în [[citoplasmă]] compușii esențiali ai metabolismului bacterian.<ref>{{cite book|authors=Slonczewski JL, Foster JW|title=Microbiology : an Evolving Science|date=2013|publisher=W W Norton|location=New York|isbn=9780393123678|edition=Third |page=82}}</ref> Spre deosebire de [[eucariote|celulele eucariote]], bacteriile sunt lipsite de structuri celulare mari și nu prezintă [[nucleu celular]], [[mitocondrie|mitocondrii]], [[cloroplast]]e sau alte organite prezente la eucariote.<ref name=Stryer>{{cite book|authors=Lodish H, Berk A, Kaiser CA, Krieger M, Bretscher A, Ploegh H, Amon A, Scott MP |title = Molecular Cell Biology|edition = 7th|publisher = WH Freeman|year = 2013|isbn = 9781429234139 |page=13}}</ref> Totuși, unele bacterii prezintă organite legate de structuri proteice citoplasmatice, care sunt specifice pentru diferitele activități metabolice bacteriene;<ref name=Bobik2006>{{cite journal | authors = Bobik TA | title = Polyhedral organelles compartmenting bacterial metabolic processes | journal = Applied Microbiology and Biotechnology | volume = 70 | issue = 5 | pages = 517–25 | date = May 2006 | pmid = 16525780 | doi = 10.1007/s00253-005-0295-0 }}</ref><ref>{{cite journal | authors = Yeates TO, Kerfeld CA, Heinhorst S, Cannon GC, Shively JM | title = Protein-based organelles in bacteria: carboxysomes and related microcompartments | journal = Nature Reviews. Microbiology | volume = 6 | issue = 9 | pages = 681–91 | date = September 2008 | pmid = 18679172 | doi = 10.1038/nrmicro1913 }}</ref> un exemplu de astfel de organit este [[carboxizom]]ul.<ref>{{cite journal | authors = Kerfeld CA, Sawaya MR, Tanaka S, Nguyen CV, Phillips M, Beeby M, Yeates TO | title = Protein structures forming the shell of primitive bacterial organelles | journal = Science | volume = 309 | issue = 5736 | pages = 936–8 | date = August 2005 | pmid = 16081736 | doi = 10.1126/science.1113397 | bibcode = 2005Sci...309..936K | citeseerx = 10.1.1.1026.896 }}</ref> În plus, celulele bacteriene posedă un [[citoschelet]] format din mai multe componente, care are rolul de a controla localizarea proteinelor și acizilor nucleici de la nivel celular și de a dirija procesul de [[diviziune celulară]].<ref name="Gitai Z 2005 577–86">{{cite journal | authors = Gitai Z | title = The new bacterial cell biology: moving parts and subcellular architecture | journal = Cell | volume = 120 | issue = 5 | pages = 577–86 | date = March 2005 | pmid = 15766522 | doi = 10.1016/j.cell.2005.02.026 }}</ref><ref>{{cite journal | authors = Shih YL, Rothfield L | title = The bacterial cytoskeleton | journal = Microbiology and Molecular Biology Reviews | volume = 70 | issue = 3 | pages = 729–54 | date = September 2006 | pmid = 16959967 | pmc = 1594594 | doi = 10.1128/MMBR.00017-06 }}</ref><ref>{{cite journal | authors = Norris V, den Blaauwen T, Cabin-Flaman A, Doi RH, Harshey R, Janniere L, Jimenez-Sanchez A, Jin DJ, Levin PA, Mileykovskaya E, Minsky A, Saier M, Skarstad K | title = Functional taxonomy of bacterial hyperstructures | journal = Microbiology and Molecular Biology Reviews | volume = 71 | issue = 1 | pages = 230–53 | date = March 2007 | pmid = 17347523 | pmc = 1847379 | doi = 10.1128/MMBR.00035-06 }}</ref>
Majoritatea bacteriilor au un [[perete celular]] , care le protejează și le ajută să mențină un [[presiune osmotică|echilibru osmotic]] dintre ele și mediu, membrană citoplasmatică, citoplasmă și un nucleoid.
Fiecare bacterie are un [[cromozom]] principal, ele mai conținând segmente circulare de [[ADN]], numite [[plasmidă|plasmide]].


== Metabolism ==
== Metabolism ==

Versiunea de la 18 februarie 2019 00:57

Dezvoltare
Unul sau mai mulți editori lucrează în prezent la această pagină sau secțiune. Pentru a evita conflictele de editare și alte confuzii creatorul solicită ca, pentru o perioadă scurtă de timp, această pagină să nu fie editată inutil sau nominalizată pentru ștergere în această etapă incipientă de dezvoltare, chiar dacă există unele lacune de conținut.

Dacă observați că nu au mai avut loc modificări de 10 zile puteți șterge această etichetă.

Pagina a fost modificată ultima oară de către Alex Nico (Contribuții • Jurnal) acum 5 ani.
Bacterii
Fosilă: Arhaic sau mai devreme – prezent
Bacillus anthracis observat în frotiu din lichidul cefalorahidian, pe care s-a realizat o colorație Gram
Clasificare științifică
Domeniu: Bacteria
Supraîncrengătur/Încrengături
Sinonime

Eubacteria Woese & Fox, 1977[1]

Modifică text Consultați documentația formatului

Bacteriile sunt microorganisme procariote și alcătuiesc domeniul Bacteria (Eubacteria). Prezintă de cele mai multe ori o lungime de câțiva micrometri, dar sunt diverse din punct de vedere morfologic, regăsindu-se sub formă sferică, alungită sau spiralată (elicoidală). Bacteriile au fost printre primele forme de viață care au apărut pe Pământ, iar în prezent sunt prezente în majoritatea habitatelor existente. Se regăsesc în sol, apă, izvoare termale, deșeuri radioactive,[2] chiar și la adâncimi mari din scoarța terestră. Bacteriile trăiesc în relații de simbioză sau sunt uneori paraziți ai plantelor și animalelor. Majoritatea acestora nu au fost caracterizate, iar aproximativ doar jumătate dintre încrengăturile bacteriene prezintă specii care pot fi crescute în laborator.[3] Știința care se ocupă cu studiul bacteriilor se numește bacteriologie și este o ramură a microbiologiei.

Într-un gram de sol se regăsesc aproximativ 40 milioane de celule bacteriene, iar într-un mililitru de apă dulce se regăsesc aproximativ 1 milion de celule bacteriene. Un calcul ar indica faptul că pe Pământ există circa 5×1030 bacterii,[4] așadar acestea alcătuiesc o biomasă cu mult mai mare decât cea corespunzătoare plantelor și animalelor la un loc.[5] Bacteriile sunt organisme vitale în multe cicluri ecologice, având rolul de circulare al nutrienților, precum este cazul fixării azotului în atmosfera terestră. Un alt exemplu este descompunerea cadavrelor, bacteriile fiind responsabile de etapele de putrefacție ale acestui proces.[6]

În ecosistemele care au ca habitat izvoarele hidrotermale sau izvoarele reci, bacteriile extremofile joacă un rol esențial în aducerea aportului de nutrienți necesari pentru viață, prin transformarea unor compuși precum hidrogenul sulfurat și metanul în energie. În octombrie 2012, datele adunate de către cercetători au sugerat faptul că bacteriile prosperă în Groapa Marianelor, care este cel mai adânc punct de pe suprafața Pământului, fiind aflat la o adâncime de 11 kilometri.[7][8] Alți cercetători au dedus prin studii similare faptul că bacteriile se dezvoltă chiar și în interiorul rocilor la o adâncime de 580 de metri sub fundul oceanic cu o adâncime de 2,6 kilometri, din apropiarea coastei nord-vestice a Statelor Unite.[7][9] Conform unuia dintre savanți, „Microbii pot fi întâlniți oriunde – sunt organisme extrem de adaptabile la orice condiții, și pot supraviețui oriunde se află.”[7][10]

Nu de mult a fost demascat mitul conform căruia numărul de celule bacteriene din corpul uman îl depășește pe al celulelor umane în raport de 10:1. Se află aproximativ 39 de bilioane (39x1012) celule bacteriene în microflora normală a unei persoane de referință de gen masculin, ce cântărește 70 kg și are o înălțime de 170 cm, iar numărul total de celule umane este de 30 de bilioane. Așadar, deși numărul de bacterii este mai mare, acestea este doar cu 30% mai mare, ci nu cu 900%.[11]

Cel mai mare număr de bacterii se regăsește în flora intestinală și de asemenea un mare procent este reprezentat și de microflora pielii.[12] Vasta majoritate de specii bacteriene care trăiesc în corpul uman sunt considerate ca fiind inofensive, datorită mecanismelor de apărare specifice organismului, precum este sistemul imunitar. Există și bacterii care sunt chiar benefice, în special cele ce aparțin florei intestinale. În ciuda acestui fapt, unele specii sunt patogene și, odată pătrunse în organism, produc diverse boli infecțioase, printre care se numără holera, sifilisul, antraxul, lepra și ciuma bubonică. Cele mai comune patologii infecțioase bacteriene fatale sunt infecțiile respiratorii, tuberculoza fiind cauza de deces a aproximativ 2 milioane de persoane în fiecare an, cu precădere în Africa Subsahariană.[13]

În țările dezvoltate, antibioticele sunt utilizate în tratamentul infecțiilor bacteriene, dar au aplicații și în domeniul agriculturii, ceea ce a dus la apariția unei probleme serioase, și anume fenomenul de rezistență la antibiotice.[14] Bacteriile sunt extrem de folositoare în industrie, în epurarea apelor, în obținerea de produse lactate fermentate (precum brânza și iaurtul), în recuperarea aurului, paladiului, cuprului și a altor metale în industria minieră,[15] în biotehnologie și în procesul de fabricație al unor antibiotice și al altor compuși chimici.[16]

Deși erau considerate ca făcând parte din regnul Plantae, alcătuind clasa Schizomycetes, în prezent se consideră că bacteriile sunt organisme procariote. Spre deosebire de celulele eucariote, specifice organismelor vegetale și animale, bacteriile nu prezintă nucleu celular și rareori prezintă organite celulare legate de membrană. Chiar dacă în mod tradițional se considera că termenul de bacterie includea toate procariotele, a fost dezvoltată o nouă clasificare științifică, după descoperirea în anii 1990 a faptului că procariotele reunesc două grupuri distincte de organisme care au evoluat de la un strămoș comun. Cele două domenii au primit denumirile de Bacteria și Archaea.[17]

Istoria bacteriologiei

Articol principal: Bacteriologie.
painting of Antonie van Leeuwenhoek, in robe and frilled shirt, with ink pen and paper
Antonie van Leeuwenhoek a fost primul microbiolog și prima persoană care a observat bacteriile utilizând un microscop.

Bacteriile au fost observate pentru prima dată în anul 1676 de către savantul danez Antonie van Leeuwenhoek, utilizând un microscop format din două lentile, pe care l-a construit însuși el.[18] Ulterior, acesta a publicat rezultatele observațiilor sale într-o serie de scrisori trimise către Royal Society of London.[19][20][21] Dintre toate studiile lui Leeuwenhoek, descoperirea bacteriilor este de departe cea mai remarcabilă. Bacteriile observate se aflau la limita structurilor pe care microscopul acestuia le putea observa și, în plus, următorul secol niciun alt om de știință nu a repetat această experiență.[22] Leeuwenhoek a observat de asemenea și protozoarele, pe care le-a denumit animalculum, iar descoperirile sale au fost din nou privite prin prisma noilor descoperiri din domeniul teoriei celulare.

Christian Gottfried Ehrenberg a introdus termenul Bacterium în anul 1828.[23] De fapt, termenul era folosit pentru un gen de bacterii alungite și nesporulate,[24] spre deosebire de termenul Bacillus din 1835, folosit pentru un gen de bacterii alungite și sporulate (formatoare de spori).[25] Louis Pasteur a demonstrat în anul 1859 faptul că dezvoltarea și creșterea microorganismelor este cauza procesului de fermentație și că această creștere nu este nicidecum cauzată de o generație spontană. Împreună cu Robert Koch, Pasteur a fost un susținător timpuriu al teoriei microbiene a bolilor.[26]

Robert Koch, un pionier al microbiologiei medicale, a studiat îndeaproape patologii precum holera, antraxul și tuberculoza. În urma studiilor pe tuberculoză, Koch a demonstrat relația cauzală între un microb și boala produsă de acesta, primind astfel în anul 1905 Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină.[27] Postulatele lui Koch reprezintă un set de patru criterii care ajută să se stabilească dacă un organism este agentul etiologic al unei boli, fiind în uz chiar și astăzi.[28]

Pacienți bolnavi de holeră, boală care este cauzată de Vibrio cholerae (vibrionul holeric).

Ferdinand Cohn este considerat a fi unii dintre fondatorii bacteriologiei, studiile sale datând din 1870. Acesta a fost primul care a clasificat bacteriile pe baza morfologiei lor.[29][30]

Deși în secolul al XIX-lea se cunoștea faptul că bacteriile sunt cauza multor boli, la acea vreme nu exista niciun tratament antibacterian eficient.[31] În 1910, Paul Ehrlich a dezvoltat primul antibiotic, prin modificări structurale ale coloranților care colorau Treponema pallidum (spirocheta care este agentul etiologic al sifilisului) care au dus la obținerea de noi compuși bactericizi, selectivi pentru agenții patogeni.[32] Ehrlich a primit în anul 1908 Premiul Nobel Prize pentru studiile sale din domeniul imunologiei și a fost un pionier al utilizării metodelor de colorație pentru detectarea și identificarea bacteriilor. Pe baza lucrărilor sale, au fost dezvoltate colorația Gram și colorația Ziehl-Neelsen.[33]

Un mare pas înainte în domeniu bacteriologiei a fost descoperirea din anul 1977 a lui Carl Woese, care a concluzionat faptul că arheele prezintă o linie evolutivă diferită de cea a bacteriilor.[1] Această nouă taxonomie filogenetică a fost demonstrată prin secvențierea ARN-ului ribozomal de tip 16S și a dus la divizarea organismelor procariote în două domenii evolutive și respectiv începerea utilizării unui sistem de clasificare biologică bazat pe trei domenii (Archaea, Bacteria, Eukaryota).[17]

Etimologie


ver • discusión • editar
-4500 —
–
-4000 —
–
-3500 —
–
-3000 —
–
-2500 —
–
-2000 —
–
-1500 —
–
-1000 —
–
-500 —
–
0 —
Scala: 1 milion de ani

Termenul bacteria este forma de plural a cuvântului neolatin bacterium, care este forma latinizată a termenului grecesc βακτήριον (bakterion),[34] forma de diminutiv a βακτηρία (bakteria), care înseamnă „baston”.[35] Această denumire provine de la faptul că primele bacterii care au fost descoperite aveau formă de bastonaș (bacil).[36][37]

Origine și evoluție

Strămoșii bacteriilor care trăiesc în ziua de azi erau microorganisme unicelulare, cel mai probabil primele forme de viață de pe Pământ, și au apărut acum aproximativ 4 miliarde de ani. Timp de 3 miliarde de ani, majoritatea organismelor vii erau microscopice, iar bacteriile și arhebacteriile erau formele dominante de viață.[38][39] Deși au fost identificate bacterii fosile, precum sunt stromatolitele, acestea nu oferă niciun detaliu distinctiv legat de morfologia lor, ceea ce duce la imposibilitatea de a examina istoria evolutivă a bacteriilor. Totuși, secvențele de gene pot fi folosite pentru reconstrucția filogeniei bacteriene, iar aceste studii indică faptul că bacteriile au evoluat din ramura arhebacterii/eucariote.[40] Cel mai recent strămoș comun al bacteriilor și arhebacteriilor este un organism hipertermofil care a trăit acum 2,5-3,2 miliarde de ani.[41][42]

Bacteriile au luat parte la a doua divergență evolutivă majoră, anume cea a arhebacteriilor și eucariotelor. În cazul organismelor eucariote, evoluția a avut loc prin asocierea endosimbiotică a bacteriilor.[43][44] Acest fenomen a însemnat ingerarea de către celulele proto-eucariote a unor simbionți alfa-proteobacterieni, ceea ce a dus la transformarea acestora în organite precum mitocondrii sau hidrogenozomi, încă prezente în celulele eucariote. Ulterior, unele celule eucariote care deja conțineau mitocondrii au ingerat organisme de tip cianobacterii, ceea ce a dus la formarea cloroplastelor la alge și la plante.[45][46] Acest fenomen este cunoscut sub denumirea de endosimbioză secundară.

Morfologie bacteriană

diagramă a morfologiei bacteriene
Bacteriile prezintă o mare varietate de morfologii celulare și de asocieri

Mărimi și forme

Bacteriile prezintă o mare varietate de forme și dimensiuni, iar forma este un criteriu important de clasificare și identificare a bacteriilor, aceasta variind în funcție de vârstă și de factori ereditari specifici, uneori depinzând chiar și de mediul de cultură. Celulele bacteriene măsoară aproximativ o zecime din lungimea unei celule eucariote și au o lungime de 0,5 până la 5,0 micrometri. Există și unele excepții, cum este cazul a două specii care sunt vizibile cu ochiul liber: Thiomargarita namibiensis are jumătate de milimetru în lungime[47] iar Epulopiscium fishelsoni poate ajunge chiar la 0,7 mm.[48] Printre cele mai mici bacterii se numără speciile din genul Mycoplasma, care măsoară doar 0,3 micrometri, comparabil cu dimensiunea celor mai mari virusuri.[49] Unele bacterii pot fi chiar mai mici în dimensiune, însă asemenea specii nu au fost încă studiate îndeajuns.[50]

Majoritatea speciilor bacteriene prezintă ori formă sferică, fiind în acest caz coci ('din grecescul kókkos, sămânță) ori formă cilindrică sau alungită, de bastonaș, fiind în acest caz bacili (din latinescul baculus, băț).[51] La coci se pot deosebi și mai multe varietăți, fiind ovoidali, lanceolați sau reniformi, iar bacilii pot avea capete drepte (Bacillus anthracis), rotunjite (Escherichia coli) sau ascuțite (Fusiobacterium fusiforme). Unele bacterii se aseamănă cu o virgulă, fiind în acest caz vibrioni, iar altele prezintă formă spiralată sau elicoidală, forma literei S, având spire neregulate sau regulate, fiind în acest caz spirili sau spirochete. Mai pot avea formă de filament, care ajunge la zeci de microni lungime, fără a prezenta diviziuni transversale. Există de asemenea pe lângă aceste forme principale de observație și forme specifice și anume speciile pedunculate și cele filamentoase (neramificate, pseudoramificate și ramificate). Au fost descrise și câteva specii cu forme neobișnuite, precum sunt bacteriile stelate.[52] Principalii factori care determină această mare varietate de forme bacteriene sunt peretele celular și citoscheletul, iar forma are o importantă influență asupra capacității bacteriei de a procura nutrienții din mediu, de a se atașa de suprafețe, de a se deplasa prin medii lichide și de a scăpa de prădători.[53][54]

Diferitele mărimi pe care le prezintă procariotele, în comparație cu cele ale altor organisme și biomolecule.

Grupări și asocieri

Multe specii bacteriene trăiesc solitare, ca celule singure, dar unele se asociază în anumite formate specifice: speciile de Neisseria se asociază în diplococi (în pereche), Streptococcus formează lanțuri lungi, iar Staphylococcus se grupează sub formă de ciorchine de strugure. Cocii formează tetrada și sarcina, care sunt grupări constituite din 4 și respectiv 8 bacterii. Tetrada se formează prin înmulțirea într-un singur plan, dar în două direcții, iar sarcina prin înmulțire în două planuri distincte. Gruparea în palisadă este proprie bacililor și are loc atunci când aceștia sunt dispuși în paralel. Bacteriile se pot grupa chiar și în număr mari mare, formând structuri multicelulare, precum sunt filamentele alungite de Actinobacteria, agregatele de Myxobacteria și hifele complexe de Streptomyces.[55] Aceste structuri multicelulare sunt adesea observate doar în condiții specifice. De exemplu, în mediile sărăcite în aminoacizi, speciile de Myxobacteria detectează prezența celulelor apropiate printr-un proces denumit detectare de cvorum, migrează una către cealaltă și se agregă, formând structuri ce ating lungimi de 500 micrometri și care sunt alcătuite din aproximativ 100.000 celule.[56] În aceste structuri, fiecare bacterie va îndeplini un anumit rol; de exemplu, aproximativ una din zece celule migrează către partea superioară și se diferențiază într-un myxospor, o formă specializată, în stare latentă, mult mai rezistentă la uscăciune și la alte condiții neprielnice de mediu.[57]

Bacteriile se pot atașa de suprafețe și pot forma agregate cunoscute sub denumirea de biofilme, sau formațiuni chiar mai mari în dimensiune. Biofilmele și asocierile mai mari pot măsura de la câțiva micrometri în grosime până la o jumătate de metru, și pot fi formate din mai multe specii bacteriene, protiste și arhee. Bacteriile care viețuiesc în biofilme prezintă un aranjament complex al componentelor celulare și extracelulare, formând și structuri secundare, precum microcoloniile, care au rețele complexe de canale ce permit o mai bună difuzie a nutrienților.[58][59] În mediul natural, de exemplu pe sol sau la suprafața plantelor, majoritatea bacteriilor sunt atașate de suprafețe în biofile.[60] Biofilmele prezintă o importanță în domeniul medical, deoarece aceste structuri se formează în urma unor infecții bacteriene cronice sau în infecții localizate la nivelul dispozitivelor medicale implantate. Bacteriile care conviețuiesc în biofilme sunt mult mai dificil de distrus, în comparație cu bacteriile izolate.[61]

Structură celulară

Articol principal: Structura celulară a bacteriilor.
Prokaryote cell with structure and parts
Structura și conținutul tipic al unei celule bacteriene Gram-pozitive
(se remarcă prezența unei singure membrane celulare).

Fiecare celulă bacteriană prezintă o membrană celulară, care este alcătuită majoritar din fosfolipide. Această membrană delimitează conținutul celular și funcționează pe post de barieră, menținând în citoplasmă compușii esențiali ai metabolismului bacterian.[62] Spre deosebire de celulele eucariote, bacteriile sunt lipsite de structuri celulare mari și nu prezintă nucleu celular, mitocondrii, cloroplaste sau alte organite prezente la eucariote.[63] Totuși, unele bacterii prezintă organite legate de structuri proteice citoplasmatice, care sunt specifice pentru diferitele activități metabolice bacteriene;[64][65] un exemplu de astfel de organit este carboxizomul.[66] În plus, celulele bacteriene posedă un citoschelet format din mai multe componente, care are rolul de a controla localizarea proteinelor și acizilor nucleici de la nivel celular și de a dirija procesul de diviziune celulară.[67][68][69]

Metabolism

Creștere și reproducere

Genetică

Comportament

Clasificare și identificare

Articol principal: Clasificarea bacteriilor.

Câteva tipuri de bacterii

Fiziologie bacteriană

Microorganismele, având o mare diversitate metabolică, reușesc să își asigure materialul nutritiv necesar aproape din orice; începând de la utilizarea celor mai simple substanțe chimice, chiar anorganice și până la utilizarea celor mai complexe substanțe organice, acestea dovedesc o diversitate sporită și o adaptabilitate fără precedent.

Metabolism bacterian

Metabolismul bacterian reprezintă totalitatea transformărilor biochimice enzimatice implicate în activitatea lor biologică, prin care substanțele nutritive din mediu sunt transformate în constituenți proprii, energie și produși de matabolism. Căile metabolice sunt:

  • catabolice (de dezasimilație) - constă în degradarea compușilor nutritivi din mediu și eliberarea energiei rezultate în celulă (sunt reacții metabolice exoterme)
  • anabolice (de asimilație) - constă în reacții de sinteză a componenților celulari (reacții metabolice endoterme)
  • amfibolice (donare) - constă în reacții metabolice cito-centrale, cu funcție de eliberare de energie și de furnizare de precursori pentru biosinteze
  • anaplerotice (auxiliare) - introduc diverși metaboliți în diverse cicluri metabolice esențiale

Principalele caracteristici ale metabolismului bacterian:

  • este un metabolism flexibil, ceea ce permite adaptabilitate crescută la mediu a bacteriilor
  • este un metabolism reglat genetic, caracterizat prin diversitatea mecanismelor enzimatice și a produșilor metabolici
  • este un metabolism intens, ceea ce permite o multiplicare extrem de rapidă în doar 20-30 de minute
  • este un metabolism cu o eficiență maximă, cu mecanisme similare, sau mai complexe decât cele ale organismelor superioare

Nutriția bacteriilor

Reprezintă totalitatea proceselor prin care bacteriile preiau și utilizează anumite substanțe din mediu, pentru acoperirea nevoilor energetice și plastice. Aceste substanțe nutritive trebuie să conțină:

Nutriția bacteriană corespunde fazei de anabolism a metabolismului

Cunoașterea modului de nutriție a bacteriilor are importanță practică pentru cultivarea lor și prepararea vaccinurilor. Creșterea, dezvoltarea și multiplicarea bacteriilor sunt condiționate de pătrundearea nutrienților esențiali prin învelișurile celulare și eliminarea unor substanțe uzate rezultate din catabolism. Nutriția se realizează prin mecanisme de tip absorbtiv. După sursele de hrană, bacteriile pot fi:

  • autotrofe - își asigură nevoile plastice și energetice exclusiv din substanțe anorganice, folosind dioxidul de carbon ca sursă de carbon, iar ca sursă de azot utilizând sărurile amoniacale, nitriții și nitrații. Bacteriile autotrofe nu sunt patogene, unele dintre ele fiind de mare folos agriculturii, prin contribuția adusă îmbogățirii solului în azot.
  • heterotrofe - pe lângă substanțele anorganice au absolută nevoie pentru acoperirea necesitaților de carbon și azot - de substanțe organice sintetizate de către alte organisme. În această grupă se încadrează toate bacteriile patogene
  • mixotrofe - sunt capabile să folosească ca sursă de carbon fie substanțe organice, fie substanțe anorganice, în special dioxidul de carbon. Bacteriile de acest tip sunt foarte răspândite în natură dar nu sunt patogene pentru organismele animale și umane.

Respirația bacteriană

Bacteriile respira diferit, in functie de conditiile de care dispun. Si anume, pot fi bacterii aerobe, care folosesc pentru respiratie oxigenul atmosferic, si bacterii anaerobe, care isi desfasoara activitatea in lipsa oxigenului.

Creșterea și reproducerea bacteriană

Celulele bacteriene cresc datorită noilor constituenți celulari rezultați din procesele de biosinteză. Această creștere se oprește la un anumit moment dat când începe diviziunea celulară. La bacterii au fost identificate mai multe modalitați de multiplicare:

  • prin diviziune
  • prin înmugurire
  • prin fragmentare
  • prin corpi elementari

Multiplicarea prin diviziune

Se realizează prin divizarea celulei mamă în două celule fiice, cel mai adesea absolut identice. Pregătirea diviziunii celulare se face prin dublarea tuturor constituenților celulari. Are loc apoi dublarea și separarea materialului nuclear și apariția unui sept transversal, ce împarte celula mamă în două celule noi care ulterior se vor separa complet. În condiții favorabile de viață și în prezența unui mediu nutritiv bogat, rata de multiplicare bacteriană este foarte rapidă (variind în funcție de specie de la 10 la 30 de minute).

Multiplicarea prin înmugurire

Este caracterizată prin formarea pe corpul celulei mamă a unei protuberanțe din care ulterior se va dezvolta o singură celulă fiică.

Multiplicarea prin fragmentare

Se întâlnește la bacteriile cu dezvoltare hifală, în care alungirea se face prin adăugarea de material nou numai la extremități și la locul de origine a ramificațiilor. După un timp are loc fragmentarea în porțiuni scurte și egale (Actinomycetes).

Multiplicarea prin corpi elementari

Corpii elementari sunt mici structuri corpusculare care cresc și se multiplică prin diviziune.

Viteza de multiplicare bacteriană este foarte mare, datorată metabolismului bacterian foarte intens, astfel la fiecare 20 de minute apare o nouă generație.

Interacția cu alte organisme

Importanță tehnologică și industrială

Vezi și

Lectură suplimentară

  1. ^ a b Woese CR, Fox GE (noiembrie 1977). „Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: the primary kingdoms”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 74 (11): 5088–90. Bibcode:1977PNAS...74.5088W. doi:10.1073/pnas.74.11.5088. PMC 432104 Accesibil gratuit. PMID 270744. 
  2. ^ Fredrickson JK, Zachara JM, Balkwill DL, Kennedy D, Li SM, Kostandarithes HM, Daly MJ, Romine MF, Brockman FJ (iulie 2004). „Geomicrobiology of high-level nuclear waste-contaminated vadose sediments at the Hanford site, Washington state”. Applied and Environmental Microbiology. 70 (7): 4230–41. doi:10.1128/AEM.70.7.4230-4241.2004. PMC 444790 Accesibil gratuit. PMID 15240306. 
  3. ^ Rappé MS, Giovannoni SJ (). „The uncultured microbial majority”. Annual Review of Microbiology. 57: 369–94. doi:10.1146/annurev.micro.57.030502.090759. PMID 14527284. 
  4. ^ Whitman WB, Coleman DC, Wiebe WJ (iunie 1998). „Prokaryotes: the unseen majority”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (12): 6578–83. Bibcode:1998PNAS...95.6578W. doi:10.1073/pnas.95.12.6578. PMC 33863 Accesibil gratuit. PMID 9618454. 
  5. ^ C.Michael Hogan. 2010. Bacteria. Encyclopedia of Earth. eds. Sidney Draggan and C.J.Cleveland, National Council for Science and the Environment, Washington, DC Arhivat în , la Wayback Machine.
  6. ^ Forbes SL (). „Decomposition Chemistry in a Burial Environment”. În Tibbett M, Carter DO. Soil Analysis in Forensic Taphonomy. CRC Press. pp. 203–223. ISBN 978-1-4200-6991-4. 
  7. ^ a b c Choi, Charles Q (). „Microbes Thrive in Deepest Spot on Earth”. LiveScience. Arhivat din originalul de la . Accesat în . 
  8. ^ Glud R, Wenzhöfer F, Middelboe M, Oguri K, Turnewitsch R, Canfield DE, Kitazato H (). „High rates of microbial carbon turnover in sediments in the deepest oceanic trench on Earth”. Nature Geoscience. 6 (4): 284–88. Bibcode:2013NatGe...6..284G. doi:10.1038/ngeo1773. 
  9. ^ Oskin, Becky (). „Intraterrestrials: Life Thrives in Ocean Floor”. LiveScience. Arhivat din originalul de la . Accesat în . 
  10. ^ Text original: „You can find microbes everywhere—they're extremely adaptable to conditions, and survive wherever they are.”
  11. ^ Sender R, Fuchs S, Milo R (2016). "Revised estimates for the number of human and bacteria cells in the body". bioRxiv doi: 036103
  12. ^ Sears CL (octombrie 2005). „A dynamic partnership: celebrating our gut flora”. Anaerobe. 11 (5): 247–51. doi:10.1016/j.anaerobe.2005.05.001. PMID 16701579. 
  13. ^ „2002 WHO mortality data”. Arhivat din originalul de la . Accesat în . 
  14. ^ „Antimicrobial resistance Fact sheet N°194”. who.int. aprilie 2014. Arhivat din originalul de la . Accesat în . 
  15. ^ „Metal-Mining Bacteria Are Green Chemists”. Science Daily. . Arhivat din originalul de la . 
  16. ^ Ishige T, Honda K, Shimizu S (aprilie 2005). „Whole organism biocatalysis”. Current Opinion in Chemical Biology. 9 (2): 174–80. doi:10.1016/j.cbpa.2005.02.001. PMID 15811802. 
  17. ^ a b Woese CR, Kandler O, Wheelis ML (iunie 1990). „Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 87 (12): 4576–79. Bibcode:1990PNAS...87.4576W. doi:10.1073/pnas.87.12.4576. PMC 54159 Accesibil gratuit. PMID 2112744. 
  18. ^ Porter JR (iunie 1976). „Antony van Leeuwenhoek: tercentenary of his discovery of bacteria”. Bacteriological Reviews. 40 (2): 260–69. PMC 413956 Accesibil gratuit. PMID 786250. 
  19. ^ van Leeuwenhoek A (). „An abstract of a letter from Mr. Anthony Leevvenhoek at Delft, dated Sep. 17, 1683, Containing Some Microscopical Observations, about Animals in the Scurf of the Teeth, the Substance Call'd Worms in the Nose, the Cuticula Consisting of Scales”. Philosophical Transactions. 14 (155–166): 568–74. doi:10.1098/rstl.1684.0030. 
  20. ^ van Leeuwenhoek A (). „Part of a Letter from Mr Antony van Leeuwenhoek, concerning the Worms in Sheeps Livers, Gnats, and Animalcula in the Excrements of Frogs”. Philosophical Transactions. 22 (260–276): 509–518. doi:10.1098/rstl.1700.0013. 
  21. ^ van Leeuwenhoek A (). „Part of a Letter from Mr Antony van Leeuwenhoek, F. R. S. concerning Green Weeds Growing in Water, and Some Animalcula Found about Them”. Philosophical Transactions. 23 (277–288): 1304–11. doi:10.1098/rstl.1702.0042. 
  22. ^ Asimov I (). Asimov's Biographical Encyclopedia of Science and Technology (ed. 2nd). Garden City, NY: Doubleday and Company. p. 143. 
  23. ^ Ehrenberg CG (). Symbolae Physioe. Animalia evertebrata. Berlin: Decas prima. 
  24. ^ Breed RS, Conn HJ (mai 1936). „The Status of the Generic Term Bacterium Ehrenberg 1828”. Journal of Bacteriology. 31 (5): 517–18. PMC 543738 Accesibil gratuit. PMID 16559906. 
  25. ^ Ehrenberg CG (). Dritter Beitrag zur Erkenntniss grosser Organisation in der Richtung des kleinsten Raumes [Third contribution to the knowledge of great organization in the direction of the smallest space] (în German). Berlin: Physikalische Abhandlungen der Koeniglichen Akademie der Wissenschaften. pp. 143–336. 
  26. ^ „Pasteur's Papers on the Germ Theory”. LSU Law Center's Medical and Public Health Law Site, Historic Public Health Articles. Arhivat din originalul de la . Accesat în . 
  27. ^ „The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1905”. Nobelprize.org. Arhivat din originalul de la . Accesat în . 
  28. ^ O'Brien SJ, Goedert JJ (octombrie 1996). „HIV causes AIDS: Koch's postulates fulfilled”. Current Opinion in Immunology. 8 (5): 613–8. doi:10.1016/S0952-7915(96)80075-6. PMID 8902385. 
  29. ^ Chung, King-Thom. „Ferdinand Julius Cohn (1828-1898): Pioneer of Bacteriology” (PDF). Department of Microbiology and Molecular Cell Sciences, The University of Memphis. Arhivat (PDF) din originalul de la . 
  30. ^ Drews, Gerhart (). „Ferdinand Cohn, a founder of modern microbiology” (PDF). ASM News. 65 (8): 547–52. Arhivat din original (PDF) la . 
  31. ^ Thurston AJ (decembrie 2000). „Of blood, inflammation and gunshot wounds: the history of the control of sepsis”. The Australian and New Zealand Journal of Surgery. 70 (12): 855–61. doi:10.1046/j.1440-1622.2000.01983.x. PMID 11167573. 
  32. ^ Schwartz RS (martie 2004). „Paul Ehrlich's magic bullets”. The New England Journal of Medicine. 350 (11): 1079–80. doi:10.1056/NEJMp048021. PMID 15014180. 
  33. ^ „Biography of Paul Ehrlich”. Nobelprize.org. Arhivat din originalul de la . Accesat în . 
  34. ^ βακτήριον. Liddell, Henry George; Scott, Robert; A Greek–English Lexicon de la Perseus Project.
  35. ^ βακτηρία în Liddell și Scott.
  36. ^ bacterium Arhivat în , la Wayback Machine., on Oxford Dictionaries.
  37. ^ Harper, Douglas. „bacteria”. Online Etymology Dictionary. 
  38. ^ Schopf JW (iulie 1994). „Disparate rates, differing fates: tempo and mode of evolution changed from the Precambrian to the Phanerozoic”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 91 (15): 6735–42. Bibcode:1994PNAS...91.6735S. doi:10.1073/pnas.91.15.6735. PMC 44277 Accesibil gratuit. PMID 8041691. 
  39. ^ DeLong EF, Pace NR (august 2001). „Environmental diversity of bacteria and archaea”. Systematic Biology. 50 (4): 470–78. CiteSeerX 10.1.1.321.8828 Accesibil gratuit. doi:10.1080/106351501750435040. PMID 12116647. 
  40. ^ Brown JR, Doolittle WF (decembrie 1997). „Archaea and the prokaryote-to-eukaryote transition”. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 61 (4): 456–502. PMC 232621 Accesibil gratuit. PMID 9409149. 
  41. ^ Di Giulio M (decembrie 2003). „The universal ancestor and the ancestor of bacteria were hyperthermophiles”. Journal of Molecular Evolution. 57 (6): 721–30. Bibcode:2003JMolE..57..721D. doi:10.1007/s00239-003-2522-6. PMID 14745541. 
  42. ^ Battistuzzi FU, Feijao A, Hedges SB (noiembrie 2004). „A genomic timescale of prokaryote evolution: insights into the origin of methanogenesis, phototrophy, and the colonization of land”. BMC Evolutionary Biology. 4: 44. doi:10.1186/1471-2148-4-44. PMC 533871 Accesibil gratuit. PMID 15535883. 
  43. ^ Poole AM, Penny D (ianuarie 2007). „Evaluating hypotheses for the origin of eukaryotes”. BioEssays. 29 (1): 74–84. doi:10.1002/bies.20516. PMID 17187354. 
  44. ^ Dyall SD, Brown MT, Johnson PJ (aprilie 2004). „Ancient invasions: from endosymbionts to organelles”. Science. 304 (5668): 253–7. Bibcode:2004Sci...304..253D. doi:10.1126/science.1094884. PMID 15073369. 
  45. ^ Lang BF, Gray MW, Burger G (). „Mitochondrial genome evolution and the origin of eukaryotes”. Annual Review of Genetics. 33: 351–97. doi:10.1146/annurev.genet.33.1.351. PMID 10690412. 
  46. ^ McFadden GI (decembrie 1999). „Endosymbiosis and evolution of the plant cell”. Current Opinion in Plant Biology. 2 (6): 513–19. doi:10.1016/S1369-5266(99)00025-4. PMID 10607659. 
  47. ^ Schulz HN, Jorgensen BB (). „Big bacteria”. Annual Review of Microbiology. 55: 105–37. doi:10.1146/annurev.micro.55.1.105. PMID 11544351. 
  48. ^ Williams, Caroline (). „Who are you calling simple?”. New Scientist. 211 (2821): 38–41. doi:10.1016/S0262-4079(11)61709-0. 
  49. ^ Robertson J, Gomersall M, Gill P (noiembrie 1975). „Mycoplasma hominis: growth, reproduction, and isolation of small viable cells”. Journal of Bacteriology. 124 (2): 1007–18. PMC 235991 Accesibil gratuit. PMID 1102522. 
  50. ^ Velimirov B (). „Nanobacteria, Ultramicrobacteria and Starvation Forms: A Search for the Smallest Metabolizing Bacterium”. Microbes and Environments. 16 (2): 67–77. doi:10.1264/jsme2.2001.67. 
  51. ^ Dusenbery, David B (2009). Living at Micro Scale, pp. 20–25. Harvard University Press, Cambridge, Massachusetts ISBN: 978-0-674-03116-6.
  52. ^ Yang DC, Blair KM, Salama NR (martie 2016). „Staying in Shape: the Impact of Cell Shape on Bacterial Survival in Diverse Environments”. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 80 (1): 187–203. doi:10.1128/MMBR.00031-15. PMC 4771367 Accesibil gratuit. PMID 26864431. 
  53. ^ Cabeen MT, Jacobs-Wagner C (august 2005). „Bacterial cell shape”. Nature Reviews. Microbiology. 3 (8): 601–10. doi:10.1038/nrmicro1205. PMID 16012516. 
  54. ^ Young KD (septembrie 2006). „The selective value of bacterial shape”. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 70 (3): 660–703. doi:10.1128/MMBR.00001-06. PMC 1594593 Accesibil gratuit. PMID 16959965. 
  55. ^ Claessen D, Rozen DE, Kuipers OP, Søgaard-Andersen L, van Wezel GP (februarie 2014). „Bacterial solutions to multicellularity: a tale of biofilms, filaments and fruiting bodies”. Nature Reviews. Microbiology. 12 (2): 115–24. doi:10.1038/nrmicro3178. PMID 24384602. 
  56. ^ Shimkets LJ (). „Intercellular signaling during fruiting-body development of Myxococcus xanthus”. Annual Review of Microbiology. 53: 525–49. doi:10.1146/annurev.micro.53.1.525. PMID 10547700. 
  57. ^ Kaiser D (). „Signaling in myxobacteria”. Annual Review of Microbiology. 58: 75–98. doi:10.1146/annurev.micro.58.030603.123620. PMID 15487930. 
  58. ^ Donlan RM (septembrie 2002). „Biofilms: microbial life on surfaces”. Emerging Infectious Diseases. 8 (9): 881–90. doi:10.3201/eid0809.020063. PMC 2732559 Accesibil gratuit. PMID 12194761. 
  59. ^ Branda SS, Vik S, Friedman L, Kolter R (ianuarie 2005). „Biofilms: the matrix revisited”. Trends in Microbiology. 13 (1): 20–26. doi:10.1016/j.tim.2004.11.006. PMID 15639628. 
  60. ^ Davey ME, O'toole GA (decembrie 2000). „Microbial biofilms: from ecology to molecular genetics”. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 64 (4): 847–67. doi:10.1128/MMBR.64.4.847-867.2000. PMC 99016 Accesibil gratuit. PMID 11104821. 
  61. ^ Donlan RM, Costerton JW (aprilie 2002). „Biofilms: survival mechanisms of clinically relevant microorganisms”. Clinical Microbiology Reviews. 15 (2): 167–93. doi:10.1128/CMR.15.2.167-193.2002. PMC 118068 Accesibil gratuit. PMID 11932229. 
  62. ^ Slonczewski JL, Foster JW (). Microbiology : an Evolving Science (ed. Third). New York: W W Norton. p. 82. ISBN 9780393123678. 
  63. ^ Lodish H, Berk A, Kaiser CA, Krieger M, Bretscher A, Ploegh H, Amon A, Scott MP (). Molecular Cell Biology (ed. 7th). WH Freeman. p. 13. ISBN 9781429234139. 
  64. ^ Bobik TA (mai 2006). „Polyhedral organelles compartmenting bacterial metabolic processes”. Applied Microbiology and Biotechnology. 70 (5): 517–25. doi:10.1007/s00253-005-0295-0. PMID 16525780. 
  65. ^ Yeates TO, Kerfeld CA, Heinhorst S, Cannon GC, Shively JM (septembrie 2008). „Protein-based organelles in bacteria: carboxysomes and related microcompartments”. Nature Reviews. Microbiology. 6 (9): 681–91. doi:10.1038/nrmicro1913. PMID 18679172. 
  66. ^ Kerfeld CA, Sawaya MR, Tanaka S, Nguyen CV, Phillips M, Beeby M, Yeates TO (august 2005). „Protein structures forming the shell of primitive bacterial organelles”. Science. 309 (5736): 936–8. Bibcode:2005Sci...309..936K. CiteSeerX 10.1.1.1026.896 Accesibil gratuit. doi:10.1126/science.1113397. PMID 16081736. 
  67. ^ Gitai Z (martie 2005). „The new bacterial cell biology: moving parts and subcellular architecture”. Cell. 120 (5): 577–86. doi:10.1016/j.cell.2005.02.026. PMID 15766522. 
  68. ^ Shih YL, Rothfield L (septembrie 2006). „The bacterial cytoskeleton”. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 70 (3): 729–54. doi:10.1128/MMBR.00017-06. PMC 1594594 Accesibil gratuit. PMID 16959967. 
  69. ^ Norris V, den Blaauwen T, Cabin-Flaman A, Doi RH, Harshey R, Janniere L, Jimenez-Sanchez A, Jin DJ, Levin PA, Mileykovskaya E, Minsky A, Saier M, Skarstad K (martie 2007). „Functional taxonomy of bacterial hyperstructures”. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 71 (1): 230–53. doi:10.1128/MMBR.00035-06. PMC 1847379 Accesibil gratuit. PMID 17347523. 

Legături externe

Adus de la https://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Bacterie&oldid=12647575