A baktériumok mikroszkopikus, egysejtű szervezetek, amelyek különféle környezetekben virágznak. Ezek az organizmusok a talajban, az óceánban és az emberi bélben élhetnek.
Az emberek kapcsolata a baktériumokkal összetett. Időnként a baktériumok segítő kezet nyújtanak nekünk, például úgy, hogy a tejet joghurtba koholják vagy az emésztésünket segítik. Más esetekben a baktériumok pusztító hatásúak, olyan betegségeket okoznak, mint a tüdőgyulladás és a meticillin-rezisztensek Staphylococcus aureus (MRSA).
Szerkezet
A baktériumokat (szinguláris: baktérium) prokariótaként sorolják be, amelyek egysejtű organizmusok, egyszerű belső szerkezetűek, amelyekben nincs mag, és tartalmaznak olyan DNS-t, amely szabadon úszik egy sodrott, szálszerű tömegben, az úgynevezett nukleoid, vagy külön, kör alakú darabokat, plazmidoknak nevezzük. A riboszómák a baktériumsejt gömbölyű egységei, ahol a fehérjéket egyes aminosavakból állítják össze a riboszomális RNS-ben kódolt információk felhasználásával.
A baktériumsejteket általában két védőburkolat veszi körül: a külső sejtfal és a belső sejtmembrán. Bizonyos baktériumoknak, például a mikoplazmáknak, egyáltalán nincs sejtfaluk. Egyes baktériumoknak lehet még egy harmadik, legkülső védőrétege is, az úgynevezett kapszula. A vajas-szerű kiterjesztések gyakran lefedik a baktériumok felületét - hosszúak, amelyeket flagella-nak hívnak, vagy rövideknek, amelyeket pili-nek hívnak -, amelyek segítenek a baktériumoknak mozogni és hozzákapcsolódni a gazdaszervezethez.
Osztályozás
Néhány különféle kritériumot használunk a baktériumok osztályozására. Az organizmusokat meg lehet különböztetni a sejtfalak jellege, alakja vagy genetikai felépítésük különbségei alapján.
A Gram-folt egy olyan teszt, amelyet arra használnak, hogy a baktériumokat a sejtfalaik összetétele alapján azonosítsák, ezt a nevét Hans Christian Gram-nak nevezték el, aki 1884-ben fejlesztette ki ezt a technikát. A gram-negatív baktériumok nem veszik fel a foltot. Például, Streptococcus pneumoniae (S. pneumoniae), amely tüdőgyulladást okoz, egy gram-pozitív baktérium, de Escherichia coli (E. coli) és Vibrio cholerae, amely kolera okozza, gram-negatív baktériumok.
Három alapvető baktériumforma létezik: kerek baktériumok, úgynevezett cocci (szinguláris: coccus), hengeres, kapszula alakúak, amelyeket bacillusnak hívnak (szinguláris: bacillus); és spirális baktériumok, amelyeket helyesen spirillának hívnak (egyetlen szám: spirillum). A baktériumok alakja és konfigurációja gyakran tükröződik a nevükben. Például a tej-alvadék Lactobacillus acidophilus baktériumok és tüdőgyulladást okozóak S. pneumoniae egy cocci lánc. Egyes baktériumok más formájúak, például szárnyas, négyzet alakú vagy csillag alakúak.
Reprodukció
A Cornell Egyetemi Mezőgazdasági és Élettudományi Egyetem szerint a legtöbb baktérium egy bináris hasadással nevezhető folyamatban szaporodik. Ebben a folyamatban az egyetlen baktériumsejt, úgynevezett "szülő", elkészíti a DNS-ének másolatát, és nagyobb lesz, ha megduplázza a sejttartalmát. A sejt ezután elválasztódik, és kiszorítja a többszörözött anyagot, és két azonos "lányos" sejtet hoz létre.
Egyes baktériumfajok, mint például a cianobaktériumok és a firmicuták, szaporodnak, kezdve a pumpálást. Ebben az esetben a lányos sejt a szülő utódaként növekszik. Kis darabként indul, addig nő, amíg nem lesz azonos a szülőjével, és felbomlik.
A szülőkben és az utódokban található DNS a bináris hasadás vagy kicsapódás után pontosan ugyanaz. Ezért a baktériumsejtek variációkat vezetnek be genetikai anyagába azáltal, hogy további, gyakran a környezetükből származó DNS-t integrálnak a genomba. Ezt horizontális génátadásnak nevezik; az ebből eredő genetikai variáció biztosítja, hogy a baktériumok alkalmazkodjanak és életben maradjanak a környezetük megváltozásakor.
A vízszintes génátvitelnek háromféle módja van: transzformáció, transzdukció és konjugáció.
A transzformáció a horizontális génátadás leggyakoribb folyamata, és akkor történik, amikor a rövid DNS-fragmenseket kicserélik a donorok és a recipiensek között. A transzdukciónak, amely általában csak a szorosan rokon baktériumok között történik, a donor és a recipiens a DNS átvitelét igényli a sejtfelszíni receptorok megosztása révén. A konjugáció fizikai kapcsolatot igényel a baktériumok sejtfalai között; a DNS átkerül a donor sejtből a recipiensbe. Konjugáció révén egy baktériumsejt átjuttathatja a DNS-t az eukarióta sejtekbe (többsejtű szervezetek). A konjugáció elősegíti az antibiotikum-rezisztencia gének terjedését.
Baktériumok az emberi egészségben és betegségekben
A baktériumok jótékonyak lehetnek és károsak lehetnek az emberi egészségre is. A commensal, vagy a "barátságos" baktériumok megosztják a helyet és az erőforrásokat a testünkben, és általában hasznosak. A testünkben körülbelül tízszer több mikrobiális sejt van, mint az emberi sejtek; David A. Relman mikrobiológus, a Nature 2012-es cikke szerint a legtöbb mikrobiális faj a bélben található.
Az emberi bél kényelmes környezet a baktériumok számára, tápanyagok rendelkezésre állnak táplálkozásukhoz. Az American Journal of Gastroenterology közzétett 2014. évi áttekintő cikkben a szerzők megemlítik, hogy a bélbaktériumok és más mikroorganizmusok, például a E.coli és Streptococcussegíti az emésztést, megakadályozza a káros kórokozók általi kolonizációt, és elősegíti az immunrendszer fejlődését. Ezenkívül a bélbaktériumok megbontása bizonyos betegségekhez kapcsolódik. Például a Crohn-kórban szenvedő betegek fokozott immunválaszt mutatnak a bél baktériumokkal szemben - állítja a The Lancet folyóiratban közzétett 2003. évi áttekintés.
Más baktériumok fertőzéseket okozhatnak. Több baktérium - az úgynevezett A csoporttól kezdve Streptococcus, Clostridium perfringens (C. perfringens), E. coli és S. aureus Ritka, de súlyos lágyrészfertőzést okozhat, nekrotizáló fasciitisnek (néha húsevő baktériumnak nevezik). A Betegség Ellenőrzési és Megelőzési Központok (CDC) szerint ez a fertőzés az izmokat, az idegeket, a zsírt és az ereket körülvevő szöveteket érinti; kezelhető, különösen ha korán elkapják.
Antibiotikumokkal szembeni rezisztencia
Az antibiotikumokat általában bakteriális fertőzések kezelésére használják. Az utóbbi években az antibiotikumok helytelen és szükségtelen használata elősegítette az antibiotikumokkal szemben rezisztens baktériumok több törzsének terjedését.
Antibiotikumokkal szembeni rezisztencia esetén a fertőző baktériumok már nem lesznek hajlandók a korábban hatásos antibiotikumokkal szemben. A CDC szerint az Egyesült Államokban évente legalább 2 millió ember fertőződik antibiotikumokkal szemben rezisztens baktériumokkal, ami legalább 23 000 ember halálához vezet.
"Nagyon sok olyan fertőzésről van szó, amelyet most gondolsz, hogy valamilyen szintű rezisztenciával járnak" - mondta Dr. Christopher Crnich, a fertőző betegség orvosa és a kórházi epidemiológus a Wisconsini Egyetemi Kórházak és a Madison Veteránügyek Kórházának. "Nagyon kevés olyan fertőzés van, amelyet most kezelünk, ahol a rezisztens baktériumok által okozott fertőzések nem jelentik klinikai problémát."
Az MRSA például az egyik legismertebb antibiotikum-rezisztens baktériumtörzs; ellenáll a meticillinnek és más, a kezeléshez használt antibiotikumoknak Staphylococcus fertőzések, amelyek elsősorban a bőrrel való érintkezés révén alakulnak ki. Az MRSA-fertőzések egészségügyi intézményekben, például kórházakban és ápolási otthonokban fordulnak elő, ahol tüdőgyulladáshoz vagy véráramlás-fertőzéshez vezethetnek. Az MRSA a közösségben is terjed, különösen olyan helyzetekben, ahol nagyon sok a szabad bőr, egyéb fizikai érintkezés és a megosztott felszerelés használata - például a sportolók körében, a tetoválás szalonokban, a napközi intézményekben és az iskolákban. A közösség által szerzett MRSA leggyakrabban súlyos bőrfertőzéseket okoz.
Az antibiotikumokkal szembeni rezisztencia elleni küzdelem fontos szempontja, hogy körültekintően kezeljék alkalmazásukat. "Annyira fontos számunkra, hogy intelligensen használjuk az antibiotikumokat" - mondta Crnich a LiveScience-nek. "Csak akkor szabad antibiotikumot használni, ha egyértelmű bakteriális fertőzése van."
Ezt a cikket, 2019. április 25-én frissítette Rachel Ross Live Science közreműködő.
