Baktérium

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

Baktérium

Az Escherichia coli baktérium
Rendszertan
Domén: Baktériumok (Bacteria)
Baktériumtörzsek:

Actinobacteria
Aquificae
Bacteroidetes/Chlorobi
Chlamydiae/Verrucomicrobia
Chloroflexi
Chrysiogenetes
Cyanobacteria
Deferribacteres
Deinococcus-Thermus
Dictyoglomi
Fibrobacteres/Acidobacteria
Firmicutes
Fusobacteria
Gemmatimonadetes
Nitrospirae
Planctomycetes
Proteobacteria
Spirochaetes
Thermodesulfobacteria
Thermomicrobia
Thermotogae

A baktériumok az élőlények egy nagy csoportját alkotják, a legfrisseb genetikai osztályozás szerint az élővilág három doménje közül a baktériumok és a kék-zöld algák képezik az egyiket (Monerák néven). A baktérium kifejezés általában az eubaktériumokra vonatkozik. A másik nagy prokarióta csoportot, az archaebaktériumokat nem tárgyaljuk. Egysejtű, prokarióta szervezetek, tehát a prokariótákra jellemzően nincs körülhatárolt sejtmagjuk, nem rendelkeznek sejtorganellumokkal. Átlagos méretük 0,5-5 μm között van, de néhány óriásbaktérium elérheti az 0.5 mm-es méretet is[1].

Az összes élőlény közül a Földön legelterjedtebbek a baktériumok: megtalálhatók vízben, szárazföldön vagy levegőben, míg egyes fajaik más élőlények szervezetében szimbiontaként élhetnek, vagy parazitaként azok megbetegedését okozhatják. Jelenlétük rendkívül fontos a környezet számára; jelentős szerepet játszanak a nitrogén megkötésében ugyanúgy, mint számos anyag lebontásában.

Tartalomjegyzék

[szerkesztés] Felfedezésük

A 17. század második felében Antoni van Leeuwenhoek holland természettudós készített először fénymikroszkópot, amivel körülbelül kétszázszoros nagyításra volt képes. Ezzel a készülékkel folytatta vizsgálatait 1673-tól kezdve, majd 1683-ban saját szájából származó nyálmintában talált baktériumokat. Robert Hooke 1665-ben rajzos albumot adott ki mikroszkópos vizsgálatairól, amely sokáig a biológiai kutatások alapjául szolgált. Tőle származtatják a sejt elnevezést is.

Robert Koch 19. századi német orvosbiológus nevéhez fűződik számos baktériumfaj azonosítása. Különböző laboratóriumi technikái (például a lemeztenyészet) segítségével elkülönítette és azonosította a tuberkulózis- és kolerabaktériumot. 1878-ban Louis Pasteur bizonyította a mikrobák szerepét az erjedéssel, rothadással és fertőzésekkel kapcsolatban. Pasteur elmélete alapján Joseph Lister (1827-1912) angol sebész felismerte, hogy a sebfertőzés okozói is baktériumok és orvosi műszereit karbolsavval sterilizálta.

1931-től, az elektronmikroszkóp megalkotásától a baktériumok vizsgálata még apróbb részletekre terjedhetett ki.

[szerkesztés] Rendszertani helyük

A legújabb rendszertani osztályozás szerint az élőlények három nagy doménjét vagy birodalmát különítik el: az archeákat („ősbaktériumok”), a baktériumokat és az eukariótákat. Az archeákat és a baktériumokat együtt prokariótáknak (valódi sejtmag nélkülieknek) nevezik, velük szemben az eukarióták a valódi sejtmaggal rendelkező élőlények.

Az élővilág három doménje:

  • Prokarióták - Archeák
  • Prokarióták - Baktériumok (vagy eubaktériumok)
  • Eukarióták

A baktériumok törzsei közé tartoznak a kékbaktériumok (Cyanobacteria), amelyeket régebben kékmoszatokként az eukarióták (azon belül a növények) között tárgyaltak.

[szerkesztés] Felépítés

 1.kapszula vagy tok; 2.külső membrán; 3.sejtfal; 4.belső membrán; 5.citoplazma; 6.riboszóma; 7.tartalék tápanyagok; 8.kromoszóma; 9.mezoszóma
Nagyít
1.kapszula vagy tok; 2.külső membrán; 3.sejtfal; 4.belső membrán; 5.citoplazma; 6.riboszóma; 7.tartalék tápanyagok; 8.kromoszóma; 9.mezoszóma

A baktériumsejtek alkotórészeit esszenciális, a fennmaradáshoz elengedhetetlen; és járulékos részekre lehet bontani. Esszenciális alkotórészek közé soroljuk a maganyagot, a citoplazmát és a sejtmembránt. Az örökítőanyag, a DNS a sejtplazmában (citoplazma) található, nem veszi körül maghártya, így nukleoidnak nevezzük. A prokarióta DNS, mely mindig haploid genom, hisztonokat nem, de hisztonszerű fehérjéket tartalmaz. A 80%-os víztartalommal rendelkező sejtplazmában találhatók a fehérjeszintézist végző riboszómák, jóval nagyobb számban, mint az eukariótákban.

Az örökítőanyagot és az azt körülvevő sejtplazmát sejtmembrán burkolja, amely szoros kapcsolatban áll a sejtet kívülről határoló sejtfallal. Foszfolipidekből és fehérjékből álló kettős hártya, melynek szerepe sokrétű: a DNS a mezoszómához tapad a membránon; a légzési enzimek is a membrán lemezes betüremkedéseiben helyezkednek el, illetve a bioszintetikus, metabolikus reakciók egy része is a hártya mentén folyik.

A baktériumok sejtfala homogén védőréteget alkot: véd a környezeti hatásoktól és betegséget okozó baktériumoknál a gazdatest immunrendszere ellen. Anyaga elsősorban peptidoglikán (egy fehérje és szénhidráttartalmú polimer), ami a Gram-pozitív baktériumoknál Gram-festéssel mutatható ki. A sejtfal fontos szerepet játszik a sejt magas ozmózisnyomásának fenntartásában, ami a légköri nyomás tizenötszöröse is lehet. Sok antibiotikum, például a penicillin, a sejtfalat szintetizáló folyamatokba tud beavatkozni.

Járulékos alkotórészek közé tartozik még a sejtfalon kívül a tok vagy nyálkás burok, és egyes fajok aktív helyváltoztató mozgásra is képesek ostoruk, csillójuk segítségével.

A fimbriák, pilusok, spórák a szaporodásban, az egyed fennmaradásában játszanak szerepet.

Önállóan és csoportokba, telepekbe rendeződve élhetnek. A gömb (coccus) alakú baktériumok egyesével (coccus), kettesével (diplococcus), négyesével (tetracoccus), fonálszerűen (streptococcus) vagy fürt formában (staphylococcus) rendeződhetnek el. A pálcika alakú baktériumokat bacillusoknak nevezzük. Ezek lehetnek egyenes (pálca), görbült (vibrio), csavarodott (spirillum) vagy csavarodott-hajlékony (spirochaeta) alakúak. A képen ábrázolt Escherichia coli pálca alakú bacillus.

[szerkesztés] Szaporodás

Szaporodásuk egyszerű osztódás, azaz bináris hasadás. Ez kedvező körülmények között akár 20-30 percenként is megtörténhet, így rendkívül gyorsan el tudnak szaporodni. Egyes baktériumok spóraképzésre is képesek.

A gyors reprodukció miatt a genetikai állomány megkettőződése folyamatosan zajlik. Még mielőtt az első kettőződés végbemenne, megkezdődik a következő. Ezért egy időben több replikációs villát is láthatunk a DNS-en.

[szerkesztés] Életmód

Nagy részük heterotróf módon táplálkozik, vagyis szerves anyagot vesz fel a környezetéből. Egyik csoportjuk szaprofita, a talajban a szerves anyagok lebontását végzik, cellulózbontók és rothasztók, a tejsavas és az ecetsavas erjedést okozók. Másik csoportjuk parazita, élő szervezetekbe jut, és ott súlyos betegségeket okozhat. Ilyenek a tüdőgyulladás, a vérhas, a kolera, a szifilisz, a tífusz kórokozói.

Kisebb csoportjuk autotróf anyagcseréjű, vagyis szervetlen anyagokkal táplálkozik. Kemoszintetizáló baktériumok például a talajban élő nitrifikáló baktériumok. Fotoszintetizálók a bíborszínű kénbaktériumok.

[szerkesztés] Baktériumok haszna és veszélyeik

A baktériumok formái: A. Orsó alakú B. Coccus (gömb) C. Staphylococcus (szőlőfürt) D. Diplococcus (kettős gömb) E. Spirális F. Üstökös alakú.
A baktériumok formái:
A. Orsó alakú
B. Coccus (gömb)
C. Staphylococcus (szőlőfürt)
D. Diplococcus (kettős gömb)
E. Spirális
F. Üstökös alakú.

A baktériumok elengedhetetlenül fontosak a környezet számára, de ugyanakkor veszélyesek lehetnek bizonyos élőlényekre.

A talajban élő nitrifikáló baktériumok például a légköri nitrogént kötik meg, így könnyen felvehető nitrogént biztosítanak olyan növényeknek, amelyek maguktól nem képesek a molekuláris nitrogén megkötésére. A legtöbb állat emésztőrendszerében is baktériumok élnek, melyek az olyan tápanyag lebontását végzik, melyet a gazdaszervezet magától nem képes felhasználni.

Figyelemreméltó a baktériumok ilyenfajta lebontóképessége. Emiatt az iparban is hasznosítják: hulladékfeldolgozásban, szennyvíztisztításban, speciális szerves alapanyagú üveget kristályosíttatnak baktériumokkal. Erősen ellenálló anyagokat, például szénhidrogéneket is képesek bontani, melyek a kőolaj összetevői. Ezért használhatják olajfoltok megszűntetésére (sikeresen alkalmazták ezt a módszert az 1989-es Exxon Valdez-i olajszennyezésnél). Az élelmiszeriparban (akárcsak a gombákat) gyakran használnak baktériumokat különböző erjesztett termékek gyártására (sajt, joghurt, savanyúságok, ecet, bor stb.).

A vírusok mellett nagy szerepük van a betegségek, fertőzések kialakításában. A fertőzés létrejöhet érintkezéssel, táplálékkal, levegőben vagy víz útján.

[szerkesztés] Baktériumok által okozott növényi betegségek

  • tűzelhalás - az Erwinia amylovora baktérium okozza almatermésűeknél

[szerkesztés] Baktériumok által okozott emberi betegségek

Mycobacterium tuberculosis, a TBC okozója in vitro tenyészetben
Nagyít
Mycobacterium tuberculosis, a TBC okozója in vitro tenyészetben
Treponema pallidum, a szifilisz kórokozója
Nagyít
Treponema pallidum, a szifilisz kórokozója
  • gyulladások
    • mandulagyulladás - tonsillitis
    • középfülgyulladás - otitis
    • szőrtüszőgyulladás - folliculitis
    • pattanás - acne
  • gyomorrontás, hasmenés
  • szalmonella - salmonellosis
  • campylobacteriosis
  • vérhas - dysenteria
  • kolera
  • pestis
  • lepra
  • TBC, tuberkulózis
  • skarlát - scarlatina
  • tetanusz (vérmérgezés)
  • nemi betegségek
    • gonorrhea (tripper, kankó)
    • vérbaj (lues, szifilisz, franc)

[szerkesztés] Védekezés

A baktériumfertőzés elleni védekezés módjai:

  • Higiénia

Járvány idején kerülni kell a tömegeket, gyakran kell tisztálkodni, kezet mosni. Csak ivóvízből szabad inni, az élelmiszereket pedig lehetőleg frissen kell fogyasztani.

Az orvosi műszereket használat előtt sterilizálni kell. Védőoltás, injekció beadása, sebészeti beavatkozás előtt a bőrt alkohollal kell fertőtleníteni.

  • Jó kondíció
Kevésbé betegszünk meg, ha közérzetünk, testi, lelki állapotunk jó, ha eleget mozgunk, egészségesen táplálkozunk.
  • Védőoltás

A baktériumos megbetegedések megelőzésének is eszköze lehet a védőoltás.

  • Antibiotikum

A már kialakult baktériumos megbetegedések ellenszere, baktériumölő, vagy szaporodását gátló anyag. Ügyelni kell az orvos által előírt adagolás betartására, különben az antibiotikummal szemben ellenálló, rezisztens baktériumok kifejlődését segíthetjük elő.

[szerkesztés] Festési eljárások

Gram-festés alkalmazása Bacillus subtilis baktériumon
Nagyít
Gram-festés alkalmazása Bacillus subtilis baktériumon

A baktériumokat különböző festési eljárásokkal szembeni viselkedés alapján is szokták csoportosítani. Az egyik ilyen eljárás a Gram-festés, melynek során kristályibolya (vagy genciánaibolya)-festékkel megfestik a baktériumkészítményt, majd etanollal mosási próbát végeznek. Gram-pozitív baktériumok esetén a festék a sejtfalból nem mosható ki, míg a Gram-negatív baktériumoknál igen. Ezért a Gram-negatív baktériumok láthatóvá tétele érdekében további fukszinos festést alkalmaznak. A Gram-pozitív baktériumok pl. a tüdőgyulladást okozó Streptococcus-fajok, Gram-negatív az emberi bélcsatornában élő Escherichia coli.

A Ziehl-Nielsen festést alkalmazzák a Mycobacterium tuberculosis egyedeinek kimutatására. Forró fenolos fukszinnal festenek, ami ebből a fajból nem oldódik ki. Így a hátteréhez mérten sötétebb színt vesz fel.

A Corynebacterium dyphteriaea foszfáttartalmú volutinszemcséit , az ún. Babes-Ernst-szemcséit is láthatóvá lehet tenni Neisser-festéssel.

[szerkesztés] Endoszimbionta-elmélet

Lynn Margulis (1938-) amerikai kutató 1967-ben publikált tanulmányában szerepelt először az endoszimbionta-elmélet. Az elmélet szerint két sejtszervecske: a mitokondrium és a kloroplasztisz (színtest) ősi prokarióta baktériumokból fejlődhetett ki az evolúció során. Margulis szerint egy ősi eukarióta sejt feltehetően bekebelezett egy kisebb prokarióta sejtet, ami továbbélt a sejten belül, és az együttélés sikeres sejtkapcsolatnak bizonyult. Az elmélet bizonyítéka lehet az, hogy:

  • a mitokondrium és színtest prokariótákra jellemzően saját kör alakú DNS-sel rendelkeznek;
  • osztódásuk a sejt osztódásától független;
  • a mitokondrium és színtest is bakteriális méretű;
  • mindkét organellum saját enzimatikus apparátussal rendelkzik.

[szerkesztés] Megjegyzések

  1. ^  Például a Thiomargarita namibiensis vagy az Epulopiscium fishelsoni.

[szerkesztés] Források

  • Általános mikrobiológia, szerk.:Pesti Miklós, Dialóg Campus Kiadó, Budapest-Pécs, 2001, ISBN 9639123714
  • Orvosi mikrobiológia, szerk.Gergely Lajos, Semmelweis Kiadó, Budapest, 1999, ISBN 9638154394

[szerkesztés] Külső hivatkozások

Biológia portál Biológia portál
Commons
A Wikimedia Commons tartalmaz Baktérium témájú médiaállományokat.
A Wikifajok tartalmaz Bacteria című oldalt.