Historia bakteriologii
Antonie van Leeuwenhoek był pierwszym mikrobiologiem, który przy pomocy własnoręcznie wykonanego mikroskopu zaobserwował bakterie
Osobny artykuł: Bakterie zostały po raz pierwszy zauważone w 1686 roku przez przyrodnika i przedsiębiorcę Antonie’go van Leeuwenhoeka, który obserwował je używając własnoręcznie wykonanego, jednoobiektywowego mikroskopu. Nazwał je „animalcules” i opublikował w serii listów do Royal Society.
Nazwa „bakterie” została wprowadzona znacznie później, bo w 1838 r., od greckiego słowa baktērion(βακτηριον – „pałeczka”) przez Christiana Gottfrieda Ehrenberga.
Ludwik Pasteur w 1859 wykazał, że proces fermentacji jest spowodowany przez wzrost mikroorganizmów, między innymi bakterii (oprócz nich za proces są odpowiedzialne drożdże i pleśnie, które nie są bakteriami, a grzybami). Wraz z Robertem Kochem Pasteur od samego początku był zwolennikiem teorii wywoływania chorób przez bakterie. Robert Koch był pionierem w zakresie mikrobiologii medycznej. Pracował nad cholerą, gruźlicą i wąglikiem. W badaniach nad prątkami gruźlicy, Koch ostatecznie potwierdził swoją teorię dotyczącą rozwoju chorób bakteryjnych, za które przyznano mu Nagrodę Nobla w 1905. Stworzył też szereg zasad zwanych Postulatami Kocha, za pomocą których można stwierdzić, czy dana bakteria jest patogenem.
Chociaż istnienie bakterii chorobotwórczych było już pewne w XIX wieku, nie było skutecznych lekarstwdo walki z nimi. Paul Ehrlich opracował pierwszy lek, który nadawał się do zwalczania krętków bladych(Treponema pallidum) wywołujących kiłę, wprowadzony do obrotu w roku 1910 jako salwarsan. Ehrlich był pionierem immunologii w wykorzystywaniu barwników do walki z bakteriami. Jego prace były podstawą do rozszerzania wiedzy o bakteriach i doprowadziły do stworzenia metody barwienia Grama, zostały też nagrodzone Nagrodą Nobla w roku 1908
Istotnym krokiem naprzód w badaniu bakterii było uznanie w 1977 roku przez Carla Woese, że archeowce pochodzą ewolucyjnie od innych organizmów niż bakterie, z którymi nie mają większych powiązań filogenetycznych. Nowa taksonomia oparta była na sekwencji 16S rRNA, co skutkowało podziałem prokariontów na dwie ewolucyjne domeny, w ramach „systemu trzech domen”.
Bakterie (łac. bacteria, od gr. bakterion – pałeczka) – grupa mikroorganizmów, stanowiących osobne królestwo. Są to jednokomórkowce lub zespoły komórek o budowie prokariotycznej. Badaniem bakterii zajmuje się bakteriologia.
Cechą charakterystyczną budowy komórek bakteryjnych jest brak otoczonych błoną organelli, takich jak jądro komórkowe czy mitochondrium, które występują u wszystkich innych organizmów żywych – grzybów, roślin, protistów i zwierząt. Wielkość komórek bakterii mieści się w zakresie od 0,2 μm dla nanobakterii do 750 μm u Thiomargarita namibiensis. Mogą mieć różne kształty, np. kulisty, pałeczkowaty lub spiralny. Niektóre bakterie potrafią łączyć się ze sobą, tworząc luźne, charakterystyczne układy przestrzenne (np. pakietowce, paciorkowce, trychomy).
Bakterie występują we wszystkich biotopach. Można je spotkać w glebie, w innych organizmach i w wodzie, na lodowcach Antarktydy i wokół oceanicznych kominów hydrotermalnych. Występują także na terenach radioaktywnych, co udowodnił eksperyment, w czasie którego bakterie poddawano działaniu promieniowania jonizującego. W jednym gramie gleby można znaleźć nawet 40 milionów komórek tych organizmów, a około milion w mililitrze wody słodkiej. Na Ziemi jest w przybliżeniu pięć kwintylionów(5×1030) bakterii, które stanowią znaczną część biomasy planety.
Dotąd nie udało się opisać wszystkich bakterii. Przyczyną jest ogromna różnorodność tej grupy organizmów, ich małe rozmiary oraz problem z przetrzymywaniem w laboratoriach – gatunki z około połowy gromad nie mogą być hodowane.
Pod względem sposobu odżywiania się, można je podzielić na heterotrofy i autotrofy, a także symbionty, komensale i pasożyty. Niejednokrotnie stawały się endosymbiontami.
Bakterie odgrywają ważną rolę w obiegu biogennych pierwiastków (są destruentami). Biorą udział w podtrzymywaniu wszystkich cykli biogeochemicznych (np. obiegu azotu) oraz w procesach fermentacjii gnicia. Jako symbionty żyjące w organizmach zwierząt, w tym ludzi, odpowiadają m.in. za trawienie pokarmów, umożliwiając lub przynajmniej ułatwiając w ten sposób ich odżywianie. Są producentami różnych ważnych dla funkcjonowania ekosystemu substancji, np. niektórych witamin dla konsumentów. Niektóre bakterie mogą zakłócać funkcjonowanie organizmów, powodując u nich choroby. W przemyślei biotechnologii bakterie są niezwykle cenione, w tym przy biologicznym oczyszczaniu ścieków (jako główny element osadu czynnego) oraz przy wytwarzaniu produktów spożywczych, np. jogurtu i sera. Stosunkowo łatwo poddają się manipulacjom genetycznym, dzięki czemu mogą być wykorzystywane w przemyśle farmaceutycznym do produkcji peptydów i białek, które trudno uzyskać z innych źródeł. Modyfikowane genetycznie bakterie są producentami np. insuliny stosowanej jako lek w terapii cukrzycy.
| BAKTERIE |
Małe, najczęściej o średnicy 0,3-2,0  m, stosunkowo proste drobnoustroje o prokariotycznej budowie komórki. Dawniej zaliczane razem z grzybami (organizmami eukariotycznymi) do grupy Schizomycetes, niespokrewnione z nimi filogenetycznie. Grupą obecnie zaliczaną do bakterii są sinice (dawniej nazywane glonami niebieskozielonymi). Zob. Cyjanobakterie; Drobnoustroje.
Bakterie występują prawie wszędzie. Do szczególnie obficie zamieszkałych przez nie środowisk należą: gleba, woda, przewód pokarmowy zwierząt. Każdy rodzaj bakterii jest przystosowany do przeżycia w jednym z wielu środowisk, różniących się między sobą dostępnością pokarmu, wilgotnością, natężeniem światła, składem powietrza, temperaturą, obecnością różnych inhibitorów oraz innych organizmów. Wysuszone, ale żywe bakterie mogą być przenoszone w powietrzu. Jednym z niewielu miejsc, w którym bakterie zwykle nie występują, są komórki zdrowych organizmów, chociaż istnieją wyjątki, gdyż wiele bakterii bytuje wewnątrzkomórkowo u pewnych organizmów eukariotycznych. Podobnie jak u form wyższych, każda potomna komórka bakteryjna powstaje albo w wyniku podziału komórki macierzystej i ma te same co ona cechy, albo w procesie rozmnażania płciowego przez połączenie dwóch różnych komórek. Zob. Rozmnażanie zwierząt. Opis bakterii oparto na wynikach badań czystych hodowli. Hodowlę nazywa się czystą, jeżeli wszystkie obecne w niej bakterie są potomstwem jednej komórki, chociaż niekoniecznie muszą wykazywać wierne podobieństwo. Czystą hodowlę można otrzymać różnymi metodami, np. w wyniku izolacji pojedynczych komórek. Częściej stosowane są techniki pośrednie, dające podobne wyniki. Jedną z nich jest oddzielanie bakterii od siebie i prowadzenie odrębnych hodowli komórek powstających z podziału każdej z nich. Uzyskuje się to przez posiew redukcyjny na płytkach agarowych. Inna możliwość to metoda płytek lanych. Do rozpuszczonego podłoża żelatynowego ochłodzonego do temperatury bliskiej krzepnięcia, tak aby nie zabić posiewanych drobnoustrojów, dodaje się zawiesinę badanych bakterii, po czym pożywkę z bakteriami zestala się. Zob. Hodowla czysta. Pewne cechy morfologiczne, jak kształt, wielkość, ułożenie komórek względem siebie oraz struktury wewnętrzne widoczne w mikroskopie, stanowią podstawę podziału na odrębne grupy klasyfikacyjne. Do uwidocznienia struktur bakteryjnych wykorzystuje się barwienie; najpowszechniej stosowane w celu klasyfikowania szczepów bakterii jest barwienie metodą Grama. Zob. Barwienie bakterii metodą Grama; Barwniki w mikrobiologii; Przetrwalniki bakteryjne. Między poszczególnymi gatunkami i rodzajami bakterii występują niewidoczne w mikroskopie różnice, ponieważ wielkość takich struktur, jak enzymy i geny, jest poniżej zdolności rozdzielczej mikroskopu. Właściwości tych elementów komórkowych są określane na podstawie badania aktywności metabolicznej bakterii. Charakterystycznymi cechami danego gatunku bakterii są również: temperatura wzrostu, zapotrzebowanie na tlen, zdolność fermentacji, reakcje serologiczne. Określa się również podobieństwo budowy kwasów deoksyrybonukleinowych różnych bakterii. Zob. Czynniki chorobotwórcze; Fermentacja; Serologia. Wzajemne zależności między bakteriami i innymi organizmami mogą być bardzo ścisłe. Przykładem jest pasożytniczy związek wielu bakterii z roślinami i zwierzętami oraz współżycie z obopólnymi korzyściami (symbioza), np. bakterii wiążących azot z roślinami motylkowymi, celulolitycznych bakterii ze zwierzętami odżywiającymi się pokarmem celulozowym lub bakterii wykazujących zdolność do luminescencji z niektórymi morskimi rybami głębinowymi. [R.E.M.] (E.P.) Badania genetyczne zarówno bakterii, jak i wszystkich form żyjących są możliwe dzięki występowaniu łatwo wykrywalnych odmian cech, charakteryzujących poszczególne gatunki lub szczepy. Szybkie namnażanie się bakterii (niektóre bakterie podwajają swą liczbę w ciągu 20 min) i uzyskiwanie dużych populacji komórek (109 bakterii na cm3) pozwalają na otrzymanie olbrzymiej liczby odmian danej cechy, a także na wykrycie rzadkich zmian, zwanych mutacjami. Są one wynikiem zmian w genach. Zależnie od genów częstość występowania mutacji spontanicznych może być bardzo mała i dotyczyć jednej komórki bakteryjnej wśród 109 osobników w czasie generacji albo sięgać jednej mutacji na 10 000 drobnoustrojów. Ten wskaźnik może być zwiększony 100-1000 razy po zastosowaniu czynników mutagennych, jak np. promieniowania nadfioletowego lub rentgenowskiego albo różnorodnych związków chemicznych (iperytów azotowych, barwników akrydynowych, kwasu azotawego, analogów puryn i pirymidyn). Zob. Mutacja. Do częściej badanych cech genetycznych należą te, które występują powszechnie, są łatwe do wykrycia i selekcji. Bakterie podczas hodowli na stałych pożywkach agarowych tworzą charakterystyczne kolonie. Morfologiczne odmiany tego samego gatunku są wykrywane na podstawie różnic w rozmiarze, kształcie, kolorze lub strukturze kolonii. Mutanty biochemiczne, u których wystąpiła zmiana swoistej substancji chemicznej, np. białka, enzymu, niepowtarzalnego funkcjonalnego składnika komórki, mogą różnić się zdolnością fermentowania określonych cukrów, zdolnością przeżywania w obecności antybiotyków lub światła nadfioletowego, odpornością na wirusy bakteryjne, wywoływaniem zakażenia u zwierząt laboratoryjnych, produkcją substancji odpornościowych. Za niezwykle użyteczne w badaniach genetycznych są uznawane mutacje, które uniemożliwiają wzrost bakterii, jeśli się nie doda do podłoża hodowlanego specjalnego czynnika wzrostowego. Takie mutanty nazywane są pokarmowymi lub auksotroficznymi. Mają szczególną wartość w poznawaniu złożonych mechanizmów biochemicznych bakterii.
U wielu gatunków bakterii występują procesy przypominające procesy płciowe, polegające na przenoszeniu materiału genetycznego miedzy komórkami. Znane są trzy sposoby wymiany informacji genetycznej u bakterii: transformacja, transdukcja i koniugacja. Transformacja to proces przeniesienia materiału genetycznego w formie czystego, rozpuszczalnego DNA, który jest izolowany z komórek dawców lub samorzutnie uwalnia się w wyniku ich lizy (rys. a). Podczas transdukcji małe fragmenty bakteryjnego chromosomu są przenoszone przez wektory wirusowe – bakteriofagi, które wychwytują te geny w trakcie ich rozwoju w komórce dawcy. Podczas takiego zakażenia gospodarz jest niszczony, a uwolnione cząstki wirusa zakażają komórki biorców w warunkach sprzyjających przeżyciu bakterii zainfekowanych przez wirusy (rys. b). Koniugacja to najbardziej zaawansowana forma rozmnażania płciowego bakterii, najbliższa rozmnażaniu płciowemu organizmów eukariotycznych. W czasie koniugacji dochodzi do bezpośredniego połączenia komórek dawcy i biorcy. Tworzy się mostek cytoplazmatyczny i przenoszona jest znaczna część pojedynczego chromosomu (genomu) bakteryjnego (rys. c). Zob. Bakteriofagi; DNA; Transdukcja; Transformacja. [J.S.G.] (E.P.) Bakterie Rodzaj choroby wywołanej przez daną bakterię zależy od miejsca w którym dochodzi do infekcji (skóra, drogi oddechowe, przewód pokarmowy, drogi moczowo-płciowe, tkanki lub krew). Zwykle współgra on z mechanizmem przenoszenia bakterii i ich zdolnością unikania reakcji układu odpornościowego. W przypadku wielu chorób takich jak np. błonica (choroba górnych dróg oddechowych, wywołana przez maczugowca błonicy Corynebacterium diphteriae), tężec (infekcja głębokich ran wywołana przez laseczkę tężca Clostridium tetani), czy cholera (infekcja przewodu pokarmowego – przecinkowiec cholery Vibrio cholerae), objawy spowodowane są wytwarzaniem przez drobnoustroje bardzo silnych toksyn, które zdolne są do wywoływania poważnych uszkodzeń komórek w miejscach odległych od miejsca zakażenia. Inne choroby, jak np. choroba weneryczna – rzeżączka, czy choroba płuc – choroba legionistów, są wynikiem zdolności bakterii do chronienia się bakterii w komórkach gospodarza. Niektóre bakterie mogą wywołać tylko jeden określony rodzaj choroby, dotyczy to np. przecinkowca cholery (Vibrio cholerae) albo pałeczki ksztuśca (Bordetella pertussis). Istnieją też takie, które mogą być przyczyną różnych chorób w zależności od miejsca infekcji i czynników wirulencji. Przykładem właśnie takiej bakterii jest paciorkowiec ropny (Streptococcus pyogenes), który jest główną przyczyną ostrego zapalenia gardła. Gdy jednak bakteria wytwarza erytrotoksynę, pojawia się znaczniej poważa choroba – płonica, która powoduje tzw. wysypkę płoniczną. W niewielu przypadkach zaobserwowano iż infekcja tym paciorkowcem powoduje chorobę reumatyczną, uszkodzenie zastawek serca, lub zapalenie nerek. Uważa się, że choroby te są powodowane przez reakcje autoimmunologiczne, wywołane obecnością antygenów bakteryjnych, które są podobne do antygenów gospodarza. Nie jest to koniec możliwości tej bakterii, gdyż wykazano, iż jej szczepy powodować mogą chorobę potencjalnie śmiertelną – posocznicę. W niektórych przypadkach identyfikacja patogena i określenie sposobu powstawania choroby jest proste. Np. objawy cholery można łatwo wytłumaczyć obecnością Vibrio cholerae w przewodzie pokarmowym i wytwarzaniem toksyny, która powoduje duże utraty wody z organizmu. Jednak nie wszystkie choroby powiązać można z drobnoustrojami, które je wywołują, np. dopiero niedawno dowiedziono, że wrzody żołądka powoduje bakteria Helicobacter pylori, wcześniej uważano iż silne kwasowe środowisko żołądka jest nieodpowiednie do rozmnażania się bakterii. Nawet w dobie ultranowoczesnych technik laboratoryjnych, niektórych szczepów bakterii nie udało się wyhodować na pożywkach i dokładnie zbadać. http://www.publikacje.hdwao.pl/zagrozenia_bakteryjne.php Drogi zakażenia to np : – Powietrze -> błonica, krztusiec – Pokarm, woda (cholera, czerwonka ) – Kontakt bezposredni -> (rzeżączka, trąd) – Przenosiciel (borelioza i dżuma). Formy morfologiczne (rodzaje):
|
Treści z serwisu vollmedica .eu mają na celu polepszenie, a nie zastąpienie, kontaktu pomiędzy Użytkownikiem Serwisu a jego lekarzem. Serwis ma z założenia charakter wyłącznie informacyjno-edukacyjny. Przed zastosowaniem się do porad z zakresu wiedzy specjalistycznej, w szczególności medycznych, zawartych w stronie Vollmedica należy bezwzględnie skonsultować się z lekarzem. Administrator nie ponosi żadnych konsekwencji wynikających z wykorzystania informacji zawartych w Serwisie.
Zródło – internet