Что такое бактерии, и какова их роль в природе

Примерно с конца XIX столетия ученые стали накапливать знания о различиях между про- и эукариотической клеткой и так постепенно выделили отдельное царство микроорганизмов, объединенных отсутствием дифференцировки клеток, - Protista. Однако что такое бактерии, на тот момент им только предстояло изучить: лишь в XX в. эти знания были систематизированы.

Бактерии располагаются во всех средах, где способно накапливаться органическое вещество. Они переносят высокие и низкие температуры, соленость и кислотность. Так, царство бактерий обитает не только в окружающей среде, где они разлагают органику для своей жизнедеятельности, но и густо заселяет многие слизистые оболочки животных и человека, помогая переваривать пищу и составляя конкуренцию патогенным микроорганизмам. Особенно велика их роль в обмене азота, поскольку только цианобактерии способны перерабатывать атмосферный азот. Однако некоторые бактерии являются возбудителями заболеваний: чумы, анаэробных и кишечных инфекций, сифилиса, холеры и сибирской язвы.

Морфология

Ультрастроение бактерий просматривается только на электронном микроскопе, однако что такое бактерии, и как они выглядят снаружи, можно разглядеть и при иммерсионном микроскопировании с использованием специальных методов окраски. Размеры данных микроорганизмов варьируют от 0,1 до 10 мкм, но морфология бактерий позволяет разделить их на 3 основные группы: шаровидные - кокки (моно-, дипло-, тетра-, стрептококки и сарцины), палочковидные – бациллы (моно-, дипло-, стрепто-) и извитые – вибрионы, спириллы и спирохеты. В лабораторных условиях для определения вида и ферментативных свойств они выращиваются на простых или специальных питательных средах путем образования колоний, причем в разных средах они имеют и различный характер роста.

Строение

В целом, что такое бактерии, определяет их ультраструктура. Снаружи бактерии защищены клеточной стенкой, состоящей из слоев пептидогликана, липидов и тейхоевых кислот. Концентрация первого определяет способность бактерий окрашиваться по методу Грама в мазке, согласно которому они классифицируются на Гр+ и Гр-. Некоторые из них имеют дополнительную защитную структуру – капсулу, содержащую К-антиген и препятствующую их фагоцитозу внутри макроорганизма, действию токсических и механических факторов. Чтобы подробнее узнать, что такое бактерии, нужно изучить их внутриклеточное строение: бактерии заполнены цитоплазмой, в которой растворены другие органеллы (рибосомы, хроматофоры) и включения питательных веществ (липиды, сахара). Они, как и все прокариоты, не имеют оформленного ядра, а вся генетическая информация хранится в двуспиральной молекуле нуклеиновых кислот, расположенной в зоне нуклеоида и фиксированной к мембране в одной точке. Вне ее генетическая информация заключена в плазмиды, которые могут определять развитие патогенных свойств и факторов. Для передвижения они используют жгутики и спириллы, фиксированные в клетке базальным тельцем, а их размножение происходит путем деления надвое.