Bacterii

Bacteriile sunt microorganisme monocelulare de tip procariot cu un cromozom unic, cu dimensiuni medii între 0,5-0,8 μm, care se înmulţesc asexuat prin sciziune binară, izomoforfă.

Bacteriile sunt microorganisme cu o largă răspândire în natură, ca rezultat al adaptării lor în cursul procesului de evoluţie. Rezervorul natural al bacteriilor este solul unde concentraţia de celule poate ajunge la valori de 107-109 g-1 atât în straturile superficiale (bacterii aerobe), cât şi în straturile de profunzime (bacterii anaerobe). Din sol, bacteriile s-au adaptat să trăiască în ape, unde concentraţia de celule poate fi între 10/cm3 în apa de izvor, până la valori de 1012/cm3, de exemplu, în ape fecalo-menajere.

Bacteriile se pot întâlni la adâncimi mari în apa mărilor şi oceanelor, în ape termale. Existenţa în aer a bacteriilor este temporară şi prin intermediul curenţilor de aer sunt răspândite la distanţe foarte mari. Din aer, sunt antrenate din nou în sol prin intermediul precipitaţiilor atmosferice.

Bacteriile pot avea forme extrem de diferite. Astfel pot avea formă sferică (coci), de virgulă (vibrioni), de bastonaşi (bacili), sau de spirală (spirili).

Rolul bacteriilor în natură şi industrie. Bacteriile au un rol imens în transformarea compuşilor macromoleculari în compuşi simpli, prin mineralizarea materiei organice nevii, contribuind astfel la realizarea naturală a circuitului unor elemente de importanţă vitală: carbon, azot, sulf, fosfor, fier ş.a. Fără activitatea bacteriilor agenţi ai putrefacţiei – “pământul s-ar transforma treptat într-un uriaş cimitir”.

În industria alimentară bacteriile lactice sunt folosite la fabricarea produselor lactate, a brânzeturilor, în industria panificaţiei, la conservarea legumelor, măslinelor, furajelor verzi etc., bacteriile propionice sunt utilizate la fabricarea brânzeturilor tip schwaitzer, iar bacteriile acetice la fermentaţia alcoolului etilic – obţinerea industrială a oţetului.

Pe căi biotehnologice s-au obţinut cu ajutorul bacteriilor:

• enzime, proteine, aminoacizi, acid lactic, acid acetic, solvenţi (acetonă, alcool izopropilic, alcool butilic);

• hormoni – insulina produsă de un mutant de Escherichia coli;

• îngrăşăminte biologice – Azotobacter;

• insecticide biologice – Bacillus thuringiensis;

• antibiotice – Streptomyces sp.

• vitamine – de ex. vitamina B12 – Propionibacterium shermani

• Ca aspecte negative putem aminti:

• în industria alimentară – bacterii agenţi de alterare a produselor alimentare (acrirea berii, vinului, putrefacţia cărnii ş.a.);

• bacterii patogene – ingerare alimente contaminate – toxiinfecţii alimentare;

• bacterii patogene – pot să paraziteze organismele vii dând îmbolnăviri grave (tuberculoza, febra tifoidă, dizenteria, sifilis, bruceloza, antrax, ş.a.), bacterioze la plante.

Structura celulei bacteriene. Peretele celular. Fiecare bacterie este acoperită de un rigid perete celular, care este alcătuit din peptidoglucan. Peretele celular bacterian este considerat de mulţi un adevărat biopolimer. Acest perete îi dă celulei o formă şi înconjoară membrana citoplasmică, protejând-o de mediul înconjurător. Peretele celular bacterian de asemenea menţine integritatea celulară. Acesta este atât de puternic, încât împiedică celula bacteriană să explodeze, atunci când presiunea osmotică dintre citoplasmă şi mediu este prea mare. Compoziţia peretelui celular diferă de la o celulă la alta, astfel alcătuind un factor important în analiza şi diferenţierea celulelor bacteriene. Astfel, în 1884, Hans Christian Gram, un fizician danez, a realizat o metodă de a diferenţia structurile peretelui celular. Peretele celular gram pozitiv se colorează in violet prin tehnica Gram. Este gros, dar simplu structurat, unitatea de bază fiind peptidoglicanul, format din unităţi repetitive. Mureina este structura rezultată din unităţile de peptidoglicani cu ajutorul unei enzime: transpeptida. Are rolul de a menţine forma bacteriei (la presiuni de 2-2,5 atmosfere) in cazul in care bacteria işi pierde peretele sub acţiunea penicilinei. Sferoplastul (cu urme de perete celular) si protoplastul (fara perete celular) sunt fragili, usor de atacat de fagocite sau sub acţiunea variaţiei presiunii osmotice. Membrana citoplasmică. Membrana citoplasmică procariotă constă dintr-un strat dublu de fosfolipide şi proteine, şi se aseamănă foarte mult cu membrana eucariotă. Aceasta este o barieră, ce le permite să interacţioneze selectiv cu mediul înconjurător. Membranele sunt asimetrice, constând fiecare din 2 părţi, fiecare parte constând din suprafeţe şi funcţii diferite.

Citoplasma. Nucleoidul, plasmidele şi cromozomii. Nucleoidul reprezintă regiunea citoplasmei, unde este concentrat ADN-ul cromozomal. Nu este un nucleu propriu-zis, ca la eucariote. Plasmide. Plasmidele pot păstra informaţia genetică adiţională. Ele se află în special în nucleoid. Informaţia păstrată de acestea nu este vitală, însă poate oferi avantaje selective în anumite circumstanţe. De ex: unele plasmide pot codifica anumite toxine, iar alte plasmide pot păstra informaţie genetică împotriva antibioticelor.

Cromozomi. Cromozomii bacterieni sunt în formă circulară şi păstrează informaţia genetică a bacteriilor.

Ribozomii şi alte structuri multiproteinice. Ribozomii sunt structuri prezente în orice celulă. Ribozomii bacterieni sunt similari celulelor eucariote, însă sunt mult mai mici şi au o altă structură. Unele antibiotice ar inhiba funcţionarea ribozomilor celulelor procariote, astfel cauzând moartea bacteriei.

Caractere morfologice coloniale

Mediul de bază pentru cultivarea bacteriilor – bulionul de carne lichid sau solidificat cu agar-agar (BCA). Prin reproducere pe mediu nutritiv solidificat ia naştere o colonie alcătuită din biomasa de celule rezultate prin sciziune din celula unică:

• colonii de tip S (smooth – neted lucios)

• colonii de tip R (rough – rugos, aspru, zbârcit)

• colonii de tip M – la bacterii producătoare de capsule, cu consistenţă gelatinoasă, mucoidă