Baktérie

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
Baktérie
Gram Stain Anthrax.jpg
Tyčinkovité baktérie Bacillus anthracis, pôvodcovia choroby antrax, medzi bunkami mozgomiechového moku
(svetelný mikroskop)
Vedecká klasifikácia
Doména Baktérie
Ríša (regnum) Baktérie Bacteria
Vedecký názov
Bacteria
Synonymá
Eubacteria, Schizomycetes, Bacteriophyta

Baktérie (lat. Bacteria, zast. Schizomycetes, Bacteriophyta) sú skupina jednobunkových prokaryotických organizmov. Pojem sa rôzne chápe (pozri nižšie), predmetom tohto článku sú baktérie v najužšom zmysle, tzv. eubaktérie (Eubacteria).

Bakteriálna bunka sa bežne skladá z peptidoglykánovej bunkovej steny, jadrovej oblasti (nukleoidu), DNA bez intrónov, plazmidov a ribozómov prokaryotického typu. U baktérií sa nevyskytuje pohlavné rozmnožovanie, namiesto toho sa najčastejšie delia binárne. Baktérie sú najrozšírenejšou skupinou organizmov na svete. Dávnejšie sa druhy baktérií klasifikovali podľa vonkajšieho vzhľadu, dnes sú moderné najmä genetické metódy. Vďaka nim sa dnes rozlišuje asi 25 základných kmeňov baktérií.

Baktérie majú veľký význam v planetárnom obehu živín a často vstupujú do obojstranne prospešných vzťahov s inými organizmami. Na druhej strane je známych aj veľa patogénnych baktérií, teda druhov, ktoré spôsobujú infekcie.

Štúdium baktérií[upraviť | upraviť zdroj]

Štúdiom mikroskopických organizmov sa zaoberá mikrobiológia. Jej zakladateľom bol v 19. storočí Louis Pasteur. Neskoršie sa mikrobiológia rozdelila na viacero disciplín. Štúdiom baktérií sa zaoberá bakteriológia, o jej vznik sa výrazne zaslúžil nemecký lekár Robert Koch.

Baktérie Escherichia coli pod elektrónovým mikroskopom.

Systematická klasifikácia[upraviť | upraviť zdroj]

Rozsah pojmu a zaradenie v systéme[upraviť | upraviť zdroj]

Rozsah pojmu baktéria sa zmenšoval podľa toho ako sa zdokonaľovala mikrobiológia. "Baktérie" môže v závislosti od použitého systému teda označovať:

  • v minulosti:
  • dnes:
    • prokaryoty okrem archebaktérií [sinice sú medzi baktériami] – synonymum:eubaktérie

Terminologické poznámky:

  • Archebaktérie dnes nazývame Archaea, lebo to nie sú baktérie, a preto je koncovka -baktéria v ich názve zavádzajúca. O oddelenie Archaea od baktérií sa "postarala" práca od Woeseho z roku 1990 (pozri napr. Systém živých organizmov).
  • Hoci by bolo na zabránenie zámenám vhodnejšie označovať dnešné užšie chápanie baktérií ako "eubaktérie" (teda pravé baktérie), existuje aj skupina baktérií s rovnakým názvom, preto je toto inak vhodné označenie vlastne mätúce.

O variantoch zaradenia baktérií v systéme živých organizmov pozri Systém živých organizmov.

Delenie[upraviť | upraviť zdroj]

Uvádzame príklady delenia baktérií (staršie delenia ich chápu vo vyššie uvedenom širšom zmysle, novšie delenia vo vyššie uvedenom novšom zmysle):

Delenie podľa vydania Bergey's Manual of Determinative Bacteriology ?1992[upraviť | upraviť zdroj]

Delenie nepoužíva čisto fylogenetický prístup:

Ríša: Monera (prokaryoty):

Podrobnejší variant tohto starého delenia (už bez achebaktérií) nájdete tu: [1]

Staršie čisto fylogenetické delenie[upraviť | upraviť zdroj]

Praktické delenie na 19 sekcií/skupín (acheobaktérie boli 20 sekcia)[upraviť | upraviť zdroj]

Toto delenie je založené na rôznych charakteristikách ako Gramovo farbenie, tvar bunky, usporiadanie buniek do kolónií, požiadaviek na kyslík, pohyblivosti, či výživových a metabolických vlastnostiach. Vysvetlenia pojmov pozri nižšie


Baktérie rozdelené do 19 skupín
Názov skupiny Charakteristický znak
Fototrofné baktérie Svetlo je zdrojom energie
Kĺzavé baktérie Kĺzavý pohyb bez vonkajších lokomočných orgánov
Baktérie v spoločnej pošve Tvorba retiazok uzavretých v spoločnej pošve
Pučacie baktérie Asymetrické bunkové delenie, rozmanitosť tvarov
Spirochéty Mimoriadne dlhé, štíhle a skrutkovito zakrivené baktérie
Zakrivené baktérie Krátke, skrutkovito zakrivené baktérie
Gramnegatívne aeróbne tyčinky Tyčinkovitý tvar
Gramnegatívne anaeróbné baktérie Tyčinkovitý tvar
Gramnegatívne fakultatívne anaeróbné baktérie Tyčinkovitý tvar, schopnosť aerobiózy aj anaerobiózy
Gramnegatívne koky Guľovitý tvar, gramnegativita
Gramnegatívne anaeróbné koky Guľovitý tvar, gramnegativita
Gramnegatívne chemolitotrofné baktérie Chemolitotrofia
Baktérie produkujúce metán Anaeróbna respirácia CO2
Grampozitívne koky Grampozitivita, guľovitý tvar
Baktérie tvoriace endospóry Grampozitivita, tyčinkovitý tvar, tvorba endospór
Grampozitívne nesporulujúce tyčinky Grampozitivita, tyčinkovitý tvar
Aktinomycéty Vetviace sa bunky
Rickettsie Obligatórne vnútrobunkové parazity
Mykoplazmy Nemajú bunkovú stenu

Delenie podľa Bergey's Manual of Determinative Bacteriology 2004 a [2])[upraviť | upraviť zdroj]

Toto delenie používame v slovenskej wikipédii.

Doména: Bacteria* (Eubacteria; nepresne Prokarya, Prokaryota) – baktérie (eubaktérie) skladajúca sa z jedinej rovnomennej ríše sa delí takto:

Kmeň/Oddelenie Trieda Rad
Aquificae Aquificae Aquificales
Thermotogae Thermotogae Thermotogales
Thermodesulfobacteria Thermodesulfobacteria Thermodesulfobacteriales
Deinococcus-Thermus Deinococci Deinococcales
Thermales
Chrysiogenetes Chrysiogenetes Chrysiogenales
Chloroflexi Chloroflexi Chloroflexales
Herpetosiphonales
Anaerolineae Anaerolineales
Thermomicrobia Thermomicrobia Thermomicrobiales
Nitrospira Nitrospira Nitrospirales
Deferribacteres Deferribacteres Deferribacterales
Cyanobacteria Cyanobacteria Subsekcie I – V
Chlorobi Chlorobia Chlorobiales
Proteobacteria Alphaproteobacteria Rhodospirillales
Rickettsiales
Rhodobacterales
Sphingomonadales
Caulobacterales
Rhizobiales
Parvularculales
Betaproteobacteria Burkholderiales
Hydrogenophilales
Methylophilales
Neisseriales
Nitrosomonadales
Rhodocyclales
Procabacteriales
Gammaproteobacteria Chromatiales
Acidithiobacillales
Xanthomonadales
Cardiobacteriales
Thiotrichales
Legionellales
Methylococcales
Oceanospirillales
Pseudomonadales
Alteromonadales
Vibrionales
Aeromonadales
Enterobacteriales
Pasteurellales
Deltaproteobacteria Desulfurellales
Desulfovibrionales
Desulfobacterales
Desulfarcales
Desulfuromonales
Syntrophobacterales
Bdellovibrionales
Myxococcales (3 podrady)
Epsilonproteobacteria Campylobacterales
Firmicutes Clostridia Clostridiales
Thermoanaerobacteriales
Haloanaerobiales
Mollicutes Mycoplasmatales
Entomoplasmatales
Acholeplasmatales
Anaeroplasmatales
Incertae sedis
Bacilli Bacillales
Lactobacillales
Actinobacteria Actinobacteria Acidimicrobiales
Rubrobacterales
Coriobacteriales
Sphaerobacterales
Actinomycetales (17 podradov)
Bifidobacterales
Planctomycetes Planctomycetacia Planctomycetales
Chlamydiae Chlamydiae Chlamydiales
Spirochaetes Spirochaetes Spirochaetales
Fibrobacteres Fibrobacteres Fibrobacterales
Acidobacteria Acidobacteria Acidobacteriales
Bacteroidetes Bacteroidetes Bacteroidales
Flavobacteria Flavobacteriales
Sphingobacteria Sphingobacteriales
Fusobacteria Fusobacteria Fusobacteriales
Verrucomicrobia Verrucomicrobiae Verrucomicrobiales
Dictyoglomi Dictyoglomi Dictyoglomales
Gemmatimonadetes Gemmatimonadetes Gemmatimonadales


plus:


Zoznam všetkých známych baktérií, marec 2006[upraviť | upraviť zdroj]

Iné rozdelenie[upraviť | upraviť zdroj]

Podľa vzťahu ku kyslíku sa delia na :

  • aeróbne – kyslík je pre nich nenahraditeľný
  • fakultatívne anaeróbne – v prítomnosti kyslíka ho využívajú, inak získavajú energiu anaeróbne
  • anaeróbne – nepotrebujú (alebo netolerujú) kyslík

Podľa vzťahu k uhlíku sa delia na:

Podľa spôsobu získavania energie sa delia na:

  • chemotrofné (primárnym zdrojom je chemická energia)
  • fototrofné (primárnym zdrojom energie je svetelná energia)

Podľa štruktúry bunkovej steny sa delia na:

Podľa pH optimálneho pre rast sa delia na:

  • acidofilné
  • alkalifilné

Podľa teploty optimálnej pre rast sa delia na:

  • psychrofilné
  • mezofilné
  • termofilné

Fotosyntetizujúce baktérie[upraviť | upraviť zdroj]

U fotosyntetizujúcich baktérií sa vyskytuje bakteriochlorofyl, farbivo potrebné na priebeh fotosyntézy. Fotosyntetizujúce baktérie majú cytoplazmatickú membránu na niektorých miestach preliačenú. Utvára vačky, ktoré obsahujú farbivo umožňujúce premenu energie svetelného (slnečného) žiarenia na energiu chemickú. Je to látka podobná chlorofylu. Bakteriálna fotosyntéza je anoxygénna (produktom nie je kyslík).

Tvar[upraviť | upraviť zdroj]

A – tyčinkovitá baktéria; B – streptokoky; C – sarciny D – diplokoky; E – spirily, F – 

Podľa tvaru bunky delíme baktérie na:

  • koky (guľovité baktérie): guľovité bunky usporiadané do retiazok sa volajú streptokoky, koky zoskupené do strapca sú stafylokoky, sarciny (balíčkovité kolónie), diplokoky (kolónie tvorené dvoma bunkami), tetrakoky (štyri bunky v kolónií)
  • tyčinky (paličky, paličkovité baktérie, tyčinkovité baktérie): sú rovné, rožtekovito zahnuté, špirálovité alebo vláknité útvary:

Tvar baktérií je premenlivý v závislosti od mnohých faktorov, napríklad rastová fáza, vek kultúry, zloženia, kultivačného média, účinku antibiotík. Premenlivosť sťažuje diagnostiku.

Stavba[upraviť | upraviť zdroj]

Veľkosť[upraviť | upraviť zdroj]

Priemerná veľkosť bunky baktérií sa pohybuje okolo 0,3 – 2,0 µm. Len niektoré vodné baktérie majú veľkosť niekoľko desiatok i stoviek mikrometrov. Dajú sa pozorovať pod svetelným mikroskopom. Najväčšiou známou baktériou je Epulopiscium fishelsoni dlhá až pol milimetra.

Bau-des-bakteriums.jpg

Cytoplazma[upraviť | upraviť zdroj]

Cytoplazma tvorí 75 – 95 % bunkovej hmoty. Obsahuje mnohé vysokomolekulové a nízkomolekulárne látky. K nim patria rozpustné lipidy, bielkoviny, stopové prvky a minerálne soli. V cytoplazme sa nachádzajú ribozómy, chromozóm, plazmidy.

Okrem toho sa v cytoplazme nachádzajú ešte rôzne inklúzie. Ide o granulá a vezikuly.

Cytoplazmatická membrána[upraviť | upraviť zdroj]

Cytoplazma je obklopená membránou, ktorá sa volá cytoplazmatická membrána. Pozostáva z dvojitej vrstvy fosfolipidov. Fosfátová časť je hydrofilná, lipidická časť ležiaca vo vnútri membrány vodu odpudzuje. Cytoplazmatická membrána má funkciu bariéry. Nachádzajú sa v nej mnohé polypeptidové molekuly, ktoré bunke umožňujú kontrolovať výmenu látok medzi vnútorným a vonkajším prostredím. Vďaka membránovému transportu sa tak môžu látky dostať do bunky alebo von.

V membráne nachádzajú enzýmy dýchacieho reťazca a enzýmy nutné pre stavbu bunkovej steny.

Bunková stena[upraviť | upraviť zdroj]

S výnimkou mykoplaziem majú baktérie bunkovú stenu, ktorá im určuje vonkajší tvar. Hlavnou časťou steny baktérií je mureín. Bunková stena tvorí pri Grampozitívnych baktériách až jednu tretinu hmoty baktérie. Pri Gramnegatívnych baktériách je to len 10 %. Bunka baktérie má na vonkajšej strane bunkovej steny slizovitú vrstvu (puzdro), niekedy aj bičíky.

Bičíky[upraviť | upraviť zdroj]

Bičíky umožňujú baktériám pohyb. Bičíky pôsobia ako silný antigén. Nazývajú sa aj H-antigény. Existuje rôzne rozmiestnenie bičíkov:

  • monotriché (jeden bičík)
  • lofotriché (viac zväzkovitých bičíkov)
  • peritriché baktérie (bičíky rozdelené po celom povrchu)

Glykokalyx[upraviť | upraviť zdroj]

Útvary na povrchu baktérie sú oveľa menšie než bičíky. Slúžia baktériám na pevné prilepenie k podkladu. Skladajú sa z vláknitých proteínov, ktoré sa spájajú s glykoproteínmi hostiteľskej bunky. Sú buď vo forme fimbrií (vlákienok) alebo pilusov (vláskov).

Gramovo farbenie[upraviť | upraviť zdroj]

Gramovo farbenie zaviedol v roku 1884 Christian Gram. Je to diferenciačné farbenie založené na sfarbení gram-pozitívnych a gram-negatívnych buniek baktérií. Rozdiel medzi týmito dvoma bunkami je predovšetkým v ich bunkovej stene. Bunkové steny G+ baktérií majú oveľa hrubšiu vrstvu peptidoglykánu ako bunkové steny G- baktérií. G- bunky majú vo vonkajšej bunkovej stene aj množstvo lipidov.

Princíp Gramovo farbenia spočíva v tom, že sa obidve bunky (G+ aj G-) zafarbia farbivom kryštálovou violeťou, čím sa obe sfarbia do fialova. Preparát sa potom morí jódom v roztoku jodidu draselného, ktorý s farbivom vytvorí komplex v obidvoch bunkách. Potom sa farbivo vymýva etanolom (alebo acetónom), pričom komplex sa vyplavuje len z G- baktérií (rozpúšťa sa vonkajšia lipidová vrstva bunkovej steny), ktoré sa odfarbia. Napokon sa preparát dofarbuje karbolfuchsínom (alebo safranínom). G+ bunky teda po Gramovom farbení ostávajú fialové, G- bunky sú červené (alebo ružové).

Rozdelenie baktérií na základe Gramovo farbenia má hlbší význam, medzi obidvoma kategóriami existujú mnohé ďalšie rozdiely (napríklad v citlivosti na antibakteriálne látky typu antibiotík).

Rozmnožovanie[upraviť | upraviť zdroj]

Rozmnožujú sa nepohlavne, priečnym delením, prípadne pučaním.

Pri priečnom delení sa bunka predĺži na dvojnásobnú veľkosť, pričom sa uprostred vytvorí septum (prehriadka zložená z membrány a základu bunkovej steny), ktoré bunku rozdelia na dve rovnaké časti. Z každej potom vznikne jedna sesterská bunka. Pri priečnom delení dochádza k replikácii DNA.

Pučanie prebieha tak, že zrelá bunka začne na svojom povrchu vytvárať novú bunku. Keď dcérska bunka dorastie do dostatočnej veľkosti, je do nej vpustená DNA a bunka je odpojená. Postupom času dorastie a môže sa začať sama rozmnožovať.

Výskyt[upraviť | upraviť zdroj]

Baktérie patria k najstarším organizmom nájdených vo forme fosílií. Môžeme ich nájsť už v staršom proterozoiku. Skupina baktérie sa považuje za najrozšírenejšie živé organizmy. Dokážu prežiť vo vesmíre, v 100 °C teplých plameňov i v činných kráteroch na dne Mariánskej priekopy. Sú to prvé organizmy, ktoré kolonizujú oblasť, ktorá je napríklad postihnutá sopečnou erupciou.

Baktérie obývajú rôzne biotopy. Vyskytujú sa vo vzduchu, vo vode (sladkej i slanej) aj v pôde, vyskytujú sa na povrchu i vo vnútri organizmov. Ich rozšírenie a množstvo závisí od vhodnosti životných podmienok: od zdroja potravy, teploty, pH prostredia.

Aeróbne baktérie vyžadujú kyslík, anaeróbne baktérie žijú v prostredí bez kyslíka. Prevažná časť baktérií patrí medzi heterotrofné organizmy – saprofyty a parazity. Početné sú aj symbiotické baktérie.

Dajú sa odstrániť buď sterilizáciou (plameň, para, tlak, manganistan draselný, antibiotiká), alebo pasterizáciou.

Spóry[upraviť | upraviť zdroj]

Pri zhoršení životných podmienok, napríklad pri nedostatku potravy, môže dôjsť k tvoreniu spór. Spóry sú trvalou formou baktérií, ktoré prežívajú dlhodobo a môžu byť infekčné aj po dlhom čase. Spóry vznikajú zmršťovaním a zmenšovaním pôvodných buniek. Počas tejto fázy je zastavená výmena bunkových látok. Baktéria tak nepotrebuje ani potravu ani energiu na udržiavanie svojich životných pochodov. Len čo spóra natrafí na výhodnejšie životné podmienky, zmení sa opäť na živú baktériu.

Význam[upraviť | upraviť zdroj]

Pozitívne vlastnosti[upraviť | upraviť zdroj]

Hlavný význam spočíva v tom, že spolu s hubami sa zúčastňujú na rozkladaní potravových reťazcov a premieňajú odumretú organickú hmotu späť na anorganickú (mineralizujú ju), čím umožňujú jej ďalšie využitie v prírodných ekologických systémoch. Baktérie Escherichia coli žijú v hrubom čreve.

Baktérie (aj niektoré nálevníky) majú v prírode aj veľkú úlohu v čistení vôd. Využívajú sa pre tento účel aj priemyselne. Niektoré druhy dokážu rozkladať uhľovodíky pochádzajúce z ropných havárií.

Veľké využitie baktérií je hlavne v potravinárskom priemysle. Používajú sa na výrobu syrov (Streptococcus thermophilus – ementál, Brevibacterium linens – olomoucké syrečky), pri výrobe smotany (Streptococcus cremoris), pri spracovaní mlieka (Streptococcus lactis), acidofilného mlieka (Lactobacillus acidophilus) a mliečnych výrobkov (jogurty – Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophillus). Využívajú sa na maslové kvasenie, alkoholové kvasenie (prebieha anaeróbne), octové kvasenie (prebieha aeróbne), výroba rozpúšťadiel (acetón, butanol – Clostridium acetobutylicum), enzýmov, výroba liehu zo škrobu, mliekarenský priemysel, výroba vitamínov, antibiotik, alkaloidov, aminokyselín, bielkovín.

V súčasnosti má veľký význam aj šľachtenie baktérií, ktoré nám umožňuje docielenie nadprodukcie žiadaných látok.

Negatívne vlastnosti[upraviť | upraviť zdroj]

Okrem žiadúceho rozkladu odumretého materiálu dochádza často k nechcenému rozkladu, hlavne potravín, ale aj iných výrobkov.

Najväčší negatívny význam majú baktérie, ktoré spôsobujú rozličné ochorenia ľudí. Veľký význam v boji proti týmto patogénnym baktériám má očkovanie. Väčšina baktérii spôsobuje infekcie svojim premnožením, sú však aj baktérie, ktoré spôsobujú intoxikácie. Do tejto skupiny patrí pôvodca tetanu. Ale oveľa nebezpečnejším ochorením je botulizmus. Botulotoxín, produkt druhu Clostridium botulinum, je jedným z najsilnejších bakteriálnych toxínov vôbec.

Okrem chorôb človeka spôsobujú veľké ekonomické straty aj choroby poľnohospodárskych zvierat (mor ošípaných, hydiny). Rastlinné bakteriálne infekcie sú pomerne nevýrazné.

Choroby[upraviť | upraviť zdroj]

Prenášajú sa priamym stykom, potravou, vdychovaním, poranenou kožou (infekcia rán, pohlavné choroby, tetanus), bodnutím hmyzom.

Iné bakteriálne choroby sú napríklad: kokcidióza, angína, úplavica, paratýfus,enterotoxikóza, trachóm, borelióza

Iné projekty[upraviť | upraviť zdroj]

Externé odkazy[upraviť | upraviť zdroj]