Spojenci či nepřátele? – Bakterie

05.03.2021

Část z nich na nás útočí, snaží se nás zabít. Ta druhá část nám pomáhá. Bez další části bychom nemohli žít.

Jsou bakterie našimi nepřáteli, nebo spojenci? O tom a o mnohém jiném se dozvíte v tomto článku.

Základní charakteristika

Bakterie je organismus prokaryotického typu. (Prokaryota je nejjednodušší buňka.) Je to jednobuněčný organismus, který je však schopen vytvářet kolonie, kde má každá bakterie přidělenou určitou práci.

Tyto drobné organismy jsou všude kolem nás. Některé mohou přežít dokonce i ve vesmíru. (Tím, že vytvoří endospory - klidové stádium bakterií.)

Historie

Kvůli jejich malým rozměrům se o nich dlouho nevědělo. Poprvé byla zpozorována Nizozemcem Antoni van Leeuwenhoekem roku 1676 svým vlastnoručně vyrobeným mikroskopem.

Jméno bakterie však zavedl až Němec C.G. Ehrenberg. Ten roku 1838 zavedlo jméno bacterium, které z řečtiny (bacterion) znamená malý klacek či tyčka. (První zpozorované bakterie byly bacily neboli tyčinky.)

O tom, že kvašení způsobují bakterie se zjistilo až roku 1859. Přišel na to Francouz Louis Pasteur.

Avšak za zakladatele bakteriologie se nepovažuje nikdo jiný, než Robert Koch. Tento německý lékař přišel na to, že tuberkulózu způsobují bakterie, za což roku 1905 dostal zaslouženou Nobelovou cenu.

Další důležitou historickou události je vytvoření penicílinu. Ten roku 1928 náhodou vytvořil Alexander Fleming.

Původ

Bakterie patří k těm nejstarším organismům na Zemi. Jejich předkem jsou jednobuněčné organismy, které tu byli již před 4 mld let. Náš společný předek byl hypertrofie žijící před 2,5 - 3,2 mld lety.

Zajímavostí je, že semiautonomní organely (mitochondrie a plazmidy) jsou nejspíše v minulosti pohlcené bakterie.

Stavba

Cytoplazmatická membrána se skládá z fosfolipidové dvojvrstvy, kterou prostupují transmembránové proteiny a glykoproteiny. Můžou se na ní vytvářet různé vchlípeniny - mezozómy.

Cytoplazmatickou membránu pokrývá buněčná stěna. Ta bakteriím zajišťuje tvar a obstarává její přežití v hypotonickém prostředí. (Hypotonické prostředí je prostředí s nižší koncentrací rozpuštěných látek, než je uvnitř buňky. Buňka se snaží koncentraci rozpuštěných látek v prostředí vnějším a vnitřním vyrovnat, tím pádem, kdyby nebylo buněčné stěny, "praskla by".) Podle barvitelnosti metodou Grama rozlišujeme bakterie grampozitivní (G+) a gramnegativní (G-). (Grampozitivní bakterie jsou barvitelné, gramnegativní ne.)

Buňku vyplňuje cytoplazma. Ta je oproti cytoplazmě eukaryot více hustá. Dalším rozdílem je to, že u bakterií nenajdete žádný cytoskelet.

Bakterie postrádají klasické jádro, jeho funkci nahrazuje nukleoid. Jedná se o kruhový chromozom DNA, který je přichycen k cytoplazmatické membráně v nukleární části buňky. "Bakteriální chromozom", jak se mu často říká, není kryt jakoukoliv membránou.

Plazmidy bakteriím slouží k předávání si navzájem důležitých genů. Například tím, že si dvě bakterie předají plazmidy, mohou se stát imunní vůči antibiotikům, což je pro nás velkým problémem.

Ribozomy bakterií, stejně jako ribozomy eukaryot, slouží k syntéze bílkovin. Avšak liší se velikostí a stavbou podjednotek.

Některé bakterie mají i další organely výhodné pro jejich přežití. Například další obal. Ten je tvořen polysacharidy a jmenuje se kapsula. Bičík je pohybovou organelou sloužící k aktivnímu pohybu. Každý bičík je tvořený dutým vláknem spojeným pomocí háčku (kolénka) k bazálnímu tělísku. Známe také adhezní organely (adheze= přilnavost). Jsou to fimbrie (neboli pili) umožňující adhezi k ostatním bakteriím a glykokalyx, pomocí kterého bakterie přilnavají ke sliznicím.

Rozmnožování

Bakterie se rozmnožují nepohlavně příčným dělením. To spočívá v tom, že mateřská buňka se rozdělí na dvě buňky dceřiné. Tento proces je extrémně rychlý. Například Escherichia coli se za příznivého prostředí rozmnoží každých 20 minut. [1]Laboratorní kultura, která je na začátku tvořena jedinou buňkou, může obsahovat po 12 hodinách až 10^8 bakterií.[1]

Proces sestává ze tří fází. První fází je zdvojení chromozomu, při kterém vznikají jeho dvě identické kopie. Při druhé bakterie roste až dosáhne přibližně dvojnásobku své počáteční velikosti. V poslední se mateřská buňka rozdělí na dvě dceřiné.

Výživa

Bakterie, stejně jako ostatní organismy na Zemi, jsou buď autotrofní nebo heterotrofní.

Autotrofní bakterie získávají uhlík pouze v anorganické podobě. Dále se dělí na bakterie fotoautotrofní, jež získávají energii ze slunečního záření, a chemoautotrofní, které ji získávají oxidací anorganických látek.

Zdroj uhlíku u bakterií heterotrofních je organického původu (kupříkladu sacharidy, bílkoviny,...). Následně se dělí na bakterie fotoheterotrofní a chemoheterotrofní. Fotoheterotrofní získávají energie ze slunečního záření, ale uhlík je původu organického, zatímco chemoheterotrofní zdroj uhlíku využívají i jako zdroj energie.

Poněkud jedinečný je vztah bakterií ke kyslíku. Aerobní bakterie kyslík potřebují k životu, anaerobní ne. Zajímavostí je, že pro obligátně heterotrofní bakterie je kyslík jed, kdežto pro fakultativně heterotrofní ne. (Ty ho mohou využívat, ale k životu ho nepotřebují.)

Typy

Známe 5 základních tvarů bakterií: kulovitý, tyčinkovitý, zakřivený, vláknitý a větvený.

Koky mají tvar kulovitý. Často vytváří kolonie, podle toho se pak dělí na diplokoky (po 2), tetrakoky (po 4), streptokoky (řetízky), stafylokoky (hroznovité kolonie) a sarciny (balíčkové kolonie).

Tyčinkovité bakterie jsou bacily (tyčinky). Ty také mohou vytvářet kolonie: diplobacily (po 2), streptobacily (řetízky) nebo palisády (buňky k sobě přimknuté delší stranou).

Zakřivený tvar mají vibria, spirily a spirochéty. Vibria mají tvar krátké lehce zakřivených tyčinek, spirily lehce zvlněných tyčinek a spirochéty tyčinek šroubovitého tvaru. Bakterie tohoto tvaru kolonie nevytvářejí.

Další tvar bakterií je vláknitý. Tyto bakterie kolonie vytváří.

Větvený tvar mají mykobakterie. Vytvářejí buď větvení úplné nebo jen jeho náznaky.

Symbióza

Bakterie jsou neoddělitelnou podstatou lidského organismu. Bez spousty z nich bychom ani nemohli žít. Předvedem si dva příklady symbiózy člověka a bakterií. E. coli je jednou z nejdůležitějších složek střevní mikroflóry. Hraje tam nesmírně důležitou roli - pomáhá přeměňovat nestravitelné zbytky na výkaly. Dále třeba Döderlainův lactobacil. Ten udržuje v pochvě žen pH mezi 4,0 a 4,5. Tím se potlačuje růst kvasinek a jiných nebezpečných organismů.

Bakterie jsou rovněž klíčovou součástí přírody. Mají nezastupitelný význam v koloběhu látek.

Nemoci

Bohužel, jak již bylo řečeno v úvodu, náš vztah s bakteriemi je poněkud komplikovanější. Oni totiž nejsou jen naši pomocníci, ale taky důvodem mnoha nemocí, v některých případech i smrtelných. Zde je výpis těch nejznámějších:

[2]anthrax, bakteriální úplavice, záškrt, tetanus, zápal plic, tyfus, paratyfus, mor, cholera, tuberkulóza, angína, dávivý kašel, spála, růže, salmonelóza, enterotoxikóza, trachom, syfilis, kapavka, vozhřivka, vlnivá horečka, borelióza, lepra, listerióza[2].

Využití

Člověk se naučil využívat bakterie ku svému prospěchu.

V průmyslu, například, se bakterie využívají k přípravě kvašených potravin. Potraviny jako sýry, jogurty, kyselé zelí nebo víno bychom si bez bakterií nedopřáli.

Bakterie se používají k čištění odpadních vod.

Velikou roli hrají bakterie v medicíně. Je tam velké využití k výrobě různorodých léčiv. Příkladmo insulin se vyrábí pomocí geneticky modifikované E. coli. (Ten se, mimochodem, dříve získával z prasat.)

V dnešní době mají také značnou roli v genetické inženýrství.

Citace

[1] Radka Závodská: Biologie buněk, Scientia, Praha, 2006

[2] https://ebozp.vubp.cz/wiki/index.php?title=Bakt%C3%A9rie 

Zdroje

Světové

https://www.livescience.com/51641-bacteria.html 

https://www.sciencedirect.com/topics/immunology-and-microbiology/bacterium 

https://en.wikipedia.org/wiki/Bacteria 

České

https://www.biomach.cz/mikrobiologie/bakterie 

https://ebozp.vubp.cz/wiki/index.php?title=Bakt%C3%A9rie  

https://www.natur.cuni.cz/fakulta/veda-a-vyzkum/popularizace/clanky/ja-bakterie

https://cs.wikipedia.org/wiki/Bakterie 

https://www.wikiskripta.eu/w/Bakterie

Literatura

Jan Nejedlík, Ivo Staník: Chcete se dostat na lékařskou fakultu? 2.díl - biologie (3. vydání), SOKRATES, Brno, 2020

Radka Závodská: Biologie buněk, Scientia, Praha, 2006


DALŠÍ ČLÁNKY: