Bakterie

30. 09. 2021

Úvod a rozdělení:

bakterie jsou jednobuněčné organismy s prokaryotickým typem buňky
velikost v řádu mikrometrů
rozdělení domény organismů:
- Bacteria
  - patří sem bakterie a sinice
- Archaea
  - prokaryotické organismy vzdáleně podobné bakteriím
- Eukarya
  - patří sem živočichové, rostliny, houby, řasy a prvoci (protista)
  - podle nejnovějších výzkumů jsou Eukarya vnitřní skupinou Archeí
rozdělení prokaryot:
- podle zdroje uhlíku a energie
  - chemoautotrofové
    - zdroj uhlíku – oxid uhličitý
    - zdroj energie – oxidace anorganických látek
    - např. sirné a nitrifikační bakterie
  - chemoheterotrofové
    - zdroj uhlíku – organické látky
    - zdroj energie – oxidace organických látek dýcháním, anaerobním dýcháním nebo kvašením
    - např. hlízkové a octové bakterie
  - fotoheterotrofové
    - zdroj uhlíku – organické látky
    - zdroj energie – světlo
    - např. purpurové bezsirné bakterie
  - fotoautotrofové
    - zdroj uhlíku – oxid uhličitý
    - zdroj energie – světlo
    - např. zelené a purpurové sirné bakterie, sinice
- podle potřeby kyslíku
  - aerobní bakterie
    - k životu nutně potřebují kyslík
  - anaerobní bakterie
    - kyslík nepotřebují, někdy je pro ně toxický
  - fakultativně anaerobní bakterie
    - mohou žít v prostředí s kyslíkem i bez něj
- podle vztahu k dusíku a jeho sloučeninám
  - nitrogenní bakterie
    - vážou molekulární dusík a přeměňují ho na organické látky
    - žijí na kořenech bobovitých rostlin
  - nitrifikační bakterie
    - aerobní bakterie přeměňující amoniak na dusičnany
  - denitrifikační bakterie
    - anaerobní bakterie redukující dusičnany na plynný dusík nebo amoniak

Stavba bakterie:

mají nepravé jádro => nemá obal
- tvoří ho 1 kružnicová molekula DNA = nukleoid, bakteriální chromozom
v buňce je jediná membrána => chybí kompartmentace buňky
buněčná stěna má jiné složení než u rostlin
slizové pouzdro (= kapsula) tvoří ochrannou vrstvu
vlákna = fimbrie slouží k přichytávání k povrchu, k pohybu a pro proces konjugace
bičík má jiné složení než u eukaryotické buňky
ribozomy jsou menší než u eukaryotické buňky
buněčná inkluze je zásobní látka
plazmid je drobná kruhová molekula DNA
- funkce plazmidu:
  - rezistence (odolnost) vůči antibiotikům
  - schopnost produkovat vlastní antibiotika – např. streptomycin
  - konjugace
  - schopnost odbourávání ropy
- plazmidy jsou zodpovědné za onemocnění u rostlin
- bakteriální plazmidy se využívají v genovém inženýrství
některé bakterie vytvářejí tzv. endospory = klidová stádia bakterií, která jsou velice odolná a umožní jim přečkat nepříznivé podmínky

Buněčná stěna bakterií:

podle stavby buněčné stěny dělíme bakterie na 2 skupiny:
- grampozitivní bakterie
- gramnegativní bakterie
rozlišují se pomocí Gramova barvení
- má diagnostický význam – podle výsledků se volí léčba
- postup Gramova barvení:
  - fixace vzorku – pomocí teploty, alkoholu
  - primární barvení krystalovou violetí
  - fixace obarvení Lugolovým roztokem
  - odbarvení – acetonem nebo ethanolem
  - barvení safraninem

Grampozitivní bakterie:

základem buněčné stěny je peptidoglykan = murein
citlivé vůči např. penicilinu – znemožní tvorbu příčných můstků v buněčné stěně bakterie => ztráta pevnosti buněčné stěny => smrt bakterie
odolné vůči tlaku, ultrazvuku a chemikáliím
výsledek Gramova barvení – jsou modrofialové
např. zlatý stafylokok, mléčné bakterie, původce angíny, záškrtu, tuberkulózy, atd.

Gramnegativní bakterie:

mají pouze 1 tenkou vrstvu peptidoglykanu (mureinu) – chybí příčné můstky
mají navíc další vnější membránu – složena z fosfolipidů, lipoproteinu, lipopolysacharidů
jsou odolné proti penicilinu
citlivé na tlak, ultrazvuk a chemikálie
výsledek Gramova barvení – jsou růžové/červené
např. hlízkové bakterie, octové bakterie, původce syfilis, kapavky, lymské boreliózy, moru, salmonelózy, úplavice, tyfu, cholery, atd.

Tvary bakterií:

kulovité (koky)
- kok
- diplokok
- tetrakok
- streptokok
- stafylokok
tyčinkovité
- tyčka
- diplobakterie
- streptobakterie
- palisáda
- bacil
zakřivené (jiné)
- vibrio
- spirila
- spirochéta

Rozmnožování bakterií:

množí se příčným (binárním) dělením – z 1 buňky vzniknou 2 kopie
příčné dělení začíná replikací jádra, a poté se buňka zaškrtí
dělení trvá okolo 20 až 30 minut
genetické změny bakterií zajišťují mutace (náhodné chyby) a proces konjugace
konjugace
- první buňka se propojí s druhou buňkou pomocí zvláštní fimbrie = pilus
- následně ji předá kopii plazmidu
- tento proces je příčinou za neúčinnost některých antibiotik

Význam bakterií:

rozkladači – rozkládají těla mrtvých organismů => zajišťují koloběh látek v přírodě
součást střevní mikroflóry – vstřebávání živin a vitamínů z potravy, trávení celulózy (u býložravců)
původci onemocnění
- střevní onemocnění
  - cholera, tyfus, salmonelóza
- respirační onemocnění (onemocnění dýchací soustavy)
  - angína, spála, zánět plic, tuberkulóza
- pohlavní nemoci
  - kapavka, syfilis
- hnisání ran
výroba sýrů, octu, alkoholu
modelové organismy v molekulární biologii a genetice
využití v genovém inženýrství
čištění odpadních vod a likvidace ropných látek
využití v biologickém boji se škůdci

Prevence bakteriálních onemocnění:

dodržování zásad hygieny – mytí rukou
očkování
posilování imunity – dostatek pohybu, zdravá strava, otužování
dostatečná tepelná úprava pokrmů – většina bakterií je zničena při teplotě 70°C