Бактерії, що належать до домену Бактерії, є окремою групою одноклітинних мікроорганізмів, що суттєво відрізняються за своєю будовою та функціями від клітин інших доменів життя.
Відсутність ядра та органел
Однією з найістотніших відмінностей бактеріальних клітин є відсутність справжнього ядра. Генетичний матеріал бактерій представлений кільцевою структурою, що називається нуклеоїдом, яка не оточена ядерною оболонкою. Крім того, бактеріальні клітини не мають типових для еукаріотичних клітин органел, таких як мітохондрії, хлоропласти, ендоплазматичний ретикулум та апарат Гольджі.
Клітинна стінка
Ще однією особливістю бактеріальних клітин є наявність жорсткої клітинної стінки, яка оточує цитоплазматичну мембрану. Клітинна стінка складється з пептидоглікану, який забезпечує структурну цілісність клітини та захищає її від осмотичного тиску. Клітинної стінки немає у більшості інших організмів, за винятком архей.
Рибосоми
Бактерії мають дрібні рибосоми (70S), які відрізняються за складом від рибосом еукаріотів (80S). Ця відмінність дозволяє розробляти антибіотики, які націлені на рибосоми бактерій, не впливаючи при цьому на клітини людини.
Флагели та пілі
Бактерії часто мають джгутики (флагели), які є довгими ниткоподібними структурами, що забезпечують рухливість. Деякі бактерії також мають короткі ниткоподібні вирости, що називаються пілі, які використовуються для прикріплення до поверхонь. Флагели та пілі відсутні у більшості еукаріотичних клітин.
Транспорт речовин
Бактерії мають менш складні механізми транспорту речовин порівняно з еукаріотами. Вони в основному використовують просту та пасивну дифузію через клітинну стінку та цитоплазматичну мембрану. У еукаріотів, навпаки, є складніші транспортери, що дозволяють контролювати вхід та вихід речовин з клітини.
Способи отримання енергії
Бактерії здатні отримувати енергію різноманітними способами, включаючи фотосинтез, хемосинтез та гетеротрофне харчування. Фотосинтетичні бактерії використовують сонячне світло для перетворення неорганічних речовин на органічні сполуки. Хемосинтетичні бактерії отримують енергію від окислення неорганічних сполук, таких як сірки або заліза. Гетеротрофне харчування передбачає використання органічних сполук, вироблених іншими організмами, як джерело енергії.
Розмір та форма
Бактеріальні клітини зазвичай невеликі, з розмірами від 0,5 до 5 мікрометрів. Вони мають різноманітні форми, включаючи сферичні (коки), паличкоподібні (бацили), спіралеподібні (спірили) та закручені (спірохети). Розмір і форму бактеріальних клітин часто пов’язують з їхньою функцією. Наприклад, спірилеподібні бактерії можуть більш ефективно рухатися в рідких середовищах, тоді як паличкоподібні бактерії краще пристосовані для проникнення в тканини-хазяїни.
Реплікація
Бактеріальні клітини розмножуються за допомогою бінарного поділу, під час якого одна материнська клітина ділиться на дві дочірні клітини, генетично ідентичні материнській. Бінарний поділ відбувається швидко, що дозволяє бактеріям швидко розмножуватися в сприятливих умовах.
Патогенність
Бактерії можуть викликати захворювання у людей, тварин та рослин. Вони можуть виробляти токсини або вторгатися в тканини-хазяїни, викликаючи інфекції та хвороби. Патогенність бактерій залежить від наявності у них факторів вірулентності, таких як ензими, токсини та білковинки.
Запитання 1. Які основні відмінності в структурі бактеріальних клітин порівняно з клітинами інших організмів?
Відповідь:
Бактеріальні клітини є прокаріотичними, тобто не мають ядра, обмеженого ядерною оболонкою. На відміну від еукаріот, клітини бактерій не містять органел, таких як мітохондрії, хлоропласти, ендоплазматичний ретикулум, апарат Гольджі та лізосоми. Бактеріальні клітини також мають менший розмір в середньому порівняно з еукаріотичними клітинами.
Запитання 2. Чи є у бактерій клітинна стінка?
Відповідь:
Так, бактерії мають клітинну стінку, яка оточує їхню цитоплазматичну мембрану. Клітинна стінка бактерій зазвичай складається з пептидоглікану, що є унікальним для бактерій. Вона забезпечує структурну підтримку клітині, захищаючи її від лізису осмотичним тиском.
Запитання 3. Як відбувається рух бактерій?
Відповідь:
Бактерії можуть рухатися за допомогою джгутиків або пілі. Джгутики — це довгі, тонкі структури, що виступають з клітини і обертаються, забезпечуючи рух по рідких середовищах. Пілі — це більш короткі, ниткоподібні структури, які допомагають бактеріям прикріплюватися до поверхонь або обмінюватися генетичним матеріалом.
Запитання 4. Як бактерії розмножуються?
Відповідь:
Бактерії розмножуються безстатевим шляхом через процес, званий бінарним поділом. Під час бінарного поділу бактеріальна клітина удвоює свою ДНК, а потім цитоплазма розділяється на дві дочірні клітини. Кожна дочірня клітина отримує копію батьківської ДНК, що робить їх генетично ідентичними.
Запитання 5. Які основні відмінності в обміні речовин між бактеріями та іншими організмами?
Відповідь:
Бактерії демонструють широкий спектр метаболічних адаптацій. Вони можуть бути автотрофними, синтезуючи власні органічні сполуки з неорганічних речовин, або гетеротрофними, отримуючи органічні сполуки з інших організмів або органічних джерел. Бактерії також можуть використовувати різноманітні електронні акцептори, деякі з яких не є доступними для інших організмів.
Статью подготовил и отредактировал: врач-хирург Пигович И.Б.