Baktérie sú mikroskopické jednobunkové organizmy, ktoré sa darí v rôznych prostrediach. Tieto organizmy môžu žiť v pôde, oceáne a vo vnútri ľudského čreva.
Vzťah ľudí s baktériami je komplexný. Baktérie nám niekedy poskytujú pomocnú ruku, napríklad zrážaním mlieka do jogurtu alebo pomocou nášho trávenia. V iných prípadoch sú baktérie deštruktívne a spôsobujú choroby, ako je zápal pľúc a meticilín Staphylococcus aureus (MRSA).
Štruktúra
Baktérie (singulárne: baktérie) sa klasifikujú ako prokaryoty, čo sú jednobunkové organizmy s jednoduchou vnútornou štruktúrou, ktorá nemá jadro a obsahujú DNA, ktorá buď voľne pláva v skrútenej hmote podobnej vlákne zvanej nukleoid, alebo samostatne, kruhové kusy nazývané plazmidy. Ribozómy sú sférické jednotky v bakteriálnej bunke, kde sa proteíny zostavujú z jednotlivých aminokyselín pomocou informácií kódovaných v ribozomálnej RNA.
Bakteriálne bunky sú všeobecne obklopené dvoma ochrannými poťahmi: vonkajšou bunkovou stenou a vnútornou bunkovou membránou. Niektoré baktérie, rovnako ako mykoplazmy, nemajú bunkovú stenu vôbec. Niektoré baktérie môžu mať dokonca tretiu vonkajšiu ochrannú vrstvu nazývanú kapsula. Rozšírenia podobné bičom často pokrývajú povrchy baktérií - dlhé, ktoré sa nazývajú bičíky alebo krátke, nazývané pili - ktoré pomáhajú baktériám pohybovať sa a pripájať sa k hostiteľovi.
Klasifikácia
Na klasifikáciu baktérií sa používa niekoľko rôznych kritérií. Organizmy sa môžu odlíšiť povahou ich bunkových stien, ich tvarom alebo rozdielmi v ich genetickom zložení.
Gramovo farbenie je test používaný na identifikáciu baktérií podľa zloženia ich bunkových stien, pomenovaný pre Hansa Christiana Grama, ktorý túto techniku vyvinul v roku 1884. Testom sa vyfarbujú grampozitívne baktérie alebo baktérie, ktoré nemajú vonkajšiu membránu. Gramnegatívne baktérie nezachytávajú škvrnu. Napríklad, Streptococcus pneumoniae (S. pneumoniae), ktorá spôsobuje zápal pľúc, je gram-pozitívna baktéria, ale Escherichia coli (E. coli) a Vibrio cholerae, ktoré spôsobujú choleru, sú gramnegatívne baktérie.
Existujú tri základné bakteriálne tvary: okrúhle baktérie nazývané koky (singulárne: koky), valcové, tobolky v tvare kapsuly známe ako bacily (singulárne: bacily); a špirálové baktérie, vhodne nazývané spirilla (singular: spirillum). Tvary a konfigurácie baktérií sa často odrážajú v ich názvoch. Napríklad zrážanie mlieka Lactobacillus acidophilus sú bacily a spôsobujú zápal pľúc S. pneumoniae sú reťazou kokov. Niektoré baktérie majú iné tvary, ako napríklad stopky, štvorce alebo hviezdy.
Rozmnožovanie
Väčšina baktérií sa znásobuje procesom nazývaným binárne štiepenie, uvádza sa na Vysokej škole poľnohospodárskej a biologickej v Cornell University. V tomto procese jediná bakteriálna bunka, nazývaná „rodičovská“, vytvorí kópiu svojej DNA a zväčšuje sa zdvojnásobením svojho bunkového obsahu. Bunka sa potom rozdelí, vytlačí duplikovaný materiál a vytvorí dve identické „dcérske“ bunky.
Niektoré bakteriálne druhy, ako sú cyanobaktérie a mikroorganizmy, sa množia pučaním. V tomto prípade dcérska bunka rastie ako odnož rodiča. Začína ako malý hrot, rastie, kým nie je rovnaká ako jeho rodič a rozpadne sa.
DNA nájdená u rodičov a potomkov po binárnom štiepení alebo pučení je úplne rovnaká. Preto bakteriálne bunky zavádzajú variácie do svojho genetického materiálu integráciou ďalšej DNA, často zo svojho okolia, do svojho genómu. Toto je známe ako horizontálny prenos génov; výsledná genetická variácia zaisťuje, že sa baktérie dokážu prispôsobiť a prežiť pri zmene prostredia.
Existujú tri spôsoby horizontálneho prenosu génov: transformácia, transdukcia a konjugácia.
Transformácia je najbežnejším procesom horizontálneho prenosu génov a dochádza k nej pri výmene krátkych fragmentov DNA medzi darcami a príjemcami. Transdukcia, ktorá sa typicky vyskytuje iba medzi blízko príbuznými baktériami, vyžaduje, aby darca a príjemca preniesli DNA zdieľaním receptorov bunkového povrchu. Konjugácia vyžaduje fyzický kontakt medzi bunkovými stenami baktérií; DNA sa prenáša z darcovskej bunky na príjemcu. Pomocou konjugácie môže bakteriálna bunka prenášať DNA do eukaryotických buniek (organizmy s viacerými bunkami). Konjugácia pomáha pri šírení génov rezistentných na antibiotiká.
Baktérie v ľudskom zdraví a chorobe
Baktérie môžu byť prospešné a škodlivé pre ľudské zdravie. Kensálne alebo „priateľské“ baktérie zdieľajú priestor a zdroje v našom tele a sú nápomocné. V našom tele je asi 10-krát viac mikrobiálnych buniek ako ľudských buniek; podľa mikrobiológa Davida A. Relmana z roku 2012 v kategórii Príroda sa v čreve nachádza najviac mikroorganizmov.
Ľudské črevo je príjemným prostredím pre baktérie a pre ich výživu je k dispozícii dostatok živín. V recenznom článku z roku 2014 uverejnenom v American Journal of Gastroenterology autori uvádzajú, že črevné baktérie a iné mikroorganizmy, ako sú užitočné kmene E.coli a Streptococcus, pomáhajú pri trávení, odstraňujú kolonizáciu škodlivými patogénmi a pomáhajú rozvíjať imunitný systém. Okrem toho je narušenie črevných baktérií spojené s určitými chorobnými stavmi. Napríklad podľa štúdie z roku 2003 uverejnenej v časopise The Lancet majú pacienti s Crohnovou chorobou zvýšenú imunitnú odpoveď proti črevným baktériám.
Infekcie môžu spôsobiť ďalšie baktérie. Niekoľko baktérií - od tzv. Skupiny A Streptococcus, Clostridium perfringens (C. perfringens), E. coli a S. aureus môže spôsobiť zriedkavú, ale závažnú infekciu mäkkých tkanív nazývanú nekrotizujúca fasciitída (niekedy nazývaná baktérie jesť mäso). Podľa Centra pre kontrolu a prevenciu chorôb (CDC) táto infekcia ovplyvňuje tkanivá obklopujúce svaly, nervy, tuk a krvné cievy; môže sa liečiť, najmä keď je ulovený včas.
Rezistencia na antibiotiká
Antibiotiká sa zvyčajne používajú na liečbu bakteriálnych infekcií. V posledných rokoch však nesprávne a zbytočné používanie antibiotík podporilo šírenie niekoľkých kmeňov baktérií rezistentných na antibiotiká.
V prípade rezistencie na antibiotiká infekčné baktérie už nie sú citlivé na predtým účinné antibiotiká. Podľa CDC je v USA každý rok infikovaných baktériami rezistentnými na antibiotiká najmenej 2 milióny ľudí, čo vedie k úmrtiu najmenej 23 000 ľudí.
„Skoro sa zistilo, že akákoľvek infekcia, o ktorej si teraz viete myslieť, je spojená s určitou úrovňou rezistencie,“ povedal Dr. Christopher Crnich, lekár infekčných chorôb a epidemiológ nemocnice v nemocnici University of Wisconsin Hospital and Madison Veterans Affairs Hospital. "V súčasnosti existuje veľmi málo infekcií, ktoré liečime tam, kde infekcie spôsobené rezistentnými baktériami nie sú klinickým problémom."
Napríklad MRSA je jedným z najznámejších bakteriálnych kmeňov rezistentných na antibiotiká; odoláva meticilínu a iným antibiotikám používaným na liečbu Staphylococcus infekcie, ktoré sa získavajú primárne pri kontakte s pokožkou. Infekcie MRSA sa vyskytujú v zdravotníckych zariadeniach, ako sú nemocnice a opatrovateľské ústavy, kde môžu viesť k infekciám zápalom pľúc alebo krvi. MRSA sa šíri aj v komunite, najmä v situáciách, kde je veľa exponovanej pokožky, iného fyzického kontaktu a používania zdieľaného vybavenia - napríklad medzi športovcami, tetovacími salónmi, zariadeniami dennej starostlivosti a školami. MRSA získaná v spoločenstve najčastejšie spôsobuje vážne kožné infekcie.
Dôležitým aspektom boja proti rezistencii na antibiotiká je opatrnosť pri ich používaní. „Je pre nás také dôležité inteligentne používať antibiotiká,“ povedal Crnich pre LiveScience. „Antibiotikum chcete používať iba v prípade, že máte zreteľnú bakteriálnu infekciu.“
Tento článok bol aktualizovaný 25. apríla 2019 autorom živej vedy, ktorý prispel Rachel Ross.
