Γνωριμία με τα Βακτήρια

  • 2

Γνωριμία με τα Βακτήρια

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Τα κύτταρα, με κριτήριο τη δομή τους και κυρίως την ύπαρξη ή όχι μεμβράνης που περιβάλλει το γενετικό τους υλικό, διακρίνονται σε προκαρυωτικά και σε ευκαρυωτικά.

Ως προκαρυωτικά χαρακτηρίζονται τα κύτταρα που δεν έχουν σχηματισμένο πυρήνα και συνεπώς το γενετικό τους υλικό δεν περιβάλλεται από μεμβράνη. Η δομή τους είναι πιο απλή σε σχέση με των ευκαρυωτικών κυττάρων, και όπως δηλώνει το όνομά τους (προ=πριν, κάρυο=πυρήνας –>  πριν την εμφάνιση πυρήνα) φαίνεται ότι εξελικτικά εμφανίστηκαν πριν από τους ευκαρυωτικούς οργανισμούς, οι οποίοι διαθέτουν καλά σχηματισμένο πυρήνα. Στους προκαρυωτικούς οργανισμούς ανήκουν τα Βακτήρια και τα Αρχαία.

Πηγή: http://www.enidrio.gr/el/biogeochemical_cycles/bacteria/

Τα Βακτήρια είναι μικροσκοπικοί μονοκύτταροι οργανισμοί  και συχνά σχηματίζουν αθροίσματα, τις αποικίες. Εμφανίζονται σε τεράστιους αριθμούς και αναπτύσσονται σε κάθε είδους βιότοπο (φτάνει να σκεφτούμε ότι εκατομμύρια Βακτήρια μπορεί να υπάρχουν σε μια σταγόνα σάλιου!). Μπορεί να είναι παραγωγοί (κυανοβακτήρια), καταναλωτές, ή αποικοδομητές (ορισμένα βακτήρια του εδάφους). Με τη μορφή και τη γενικότερη δράση των Βακτηρίων ασχολείται η Βακτηριολογία.


ΣΧΗΜΑ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ

Το σχήμα τους μπορεί να είναι

  • ελικοειδές (χαρακτηρίζονται ως σπειρύλλια)
  • σφαιρικό (χαρακτηρίζονται ως κόκκοι)
  • ραβδοειδές (χαρακτηρίζονται ως βάκιλοι)

ΔΟΜΗ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ

Αφού ανήκουν στους προκαρυωτικούς οργανισμούς, τα Βακτήρια δε διαθέτουν οργανωμένο πυρήνα ούτε μεμβρανώδη οργανίδια όπως π.χ. αδρό και λείο ενδοπλασματικό δίκτυο, σύμπλεγμα Golgi, λυσοσώματα, υπεροξειδιοσώματα, κενοτόπια, μιτοχόνδρια, χλωροπλάστες. Το γενετικό τους υλικό είναι δίκλωνο κυκλικό DNA, και απαντάται συνήθως στην πυρηνική περιοχή ή αλλιώς πυρηνοειδές. Πολλά Βακτήρια, διαθέτουν και πλασμίδια, που είναι δίκλωνα, κυκλικά μόρια γενετικού υλικού (DNA) σε διάφορα μεγέθη. Περιέχουν μικρό ποσοστό της γενετικής πληροφορίας του συνολικού DNA του Βακτηρίου (1 -2%). Σε ένα Βακτήριο μπορεί να περιέχονται κανένα, ένα ή περισσότερα πλασμίδια. Τα πλασμίδια χρησιμοποιούνται στις τεχνικές της Γενετικής Μηχανικής κατά τη δημιουργία ανασυνδυασμένου DNA.

Αναπαράσταση ενός βακτηρίου που περιέχει τρία πλασμίδια
Πηγή:https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A0%CE%BB%CE%B1%CF%83%CE%BC%CE%AF%CE%B4%CE%B9%CE%BF

ΠΕΡΙΒΛΗΜΑΤΑ

  1. Όλα τα Βακτήρια διαθέτουν κυτταρικό τοίχωμα
  2. Όλα τα Βακτήρια διαθέτουν πλασματική μεμβράνη
  3. Ορισμένα Βακτήρια διαθέτουν ένα επιπλέον περίβλημα, την κάψα.
  • Όλα τα Βακτήρια επίσης διαθέτουν ριβοσώματα στα οποία πραγματοποιείται η πρωτεϊνοσύνθεση.

Σε αντίξοες συνθήκες (π.χ. ακραίες θερμοκρασίες, παρουσία ακτινοβολιών) ορισμένα Βακτήρια σχηματίζουν ενδοσπόρια, δηλαδή αφυδατωμένα κύτταρα που διαθέτουν ανθεκτικά τοιχώματα και χαμηλούς μεταβολικούς ρυθμούς. Όταν οι συνθήκες στο περιβάλλον τους γίνουν ξανά ευνοϊκές τα ενδοσπόρια βλαστάνουν και δίνει το καθένα από ένα Βακτήριο.


ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ

Τα Βακτήρια συνήθως αναπαράγονται μονογονικά με απλή διχοτόμηση. Σε ευνοϊκές συνθήκες διαιρούνται πολύ γρήγορα (κάποια αναπαράγονται κάθε 20 λεπτά).

Πηγή:http://www.keyword-suggestions.com/YmluYXJ5ICBmaXNzaW9u/

  1. Το Βακτηριακό DNA (δίκλωνο κυκλικό μόριο) αυτοδιπλασιάζεται.
  2. Τα δύο νέα μόρια DNA μοιράζονται στα θυγατρικά κύτταρα με τη βοήθεια της  κυτταρικής μεμβράνης, χωρίς τη δημιουργία ατράκτου. Το κυτταρόπλασμα διαιρείται.
  3. Τα δύο θυγατρικά κύτταρα αποχωρίζονται, με ανάπτυξη νέων κυτταρικών τοιχωμάτων.

 

 


ΒΑΚΤΗΡΙΑ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΟΣ

Τα Βακτήρια όσον αφορά τη σχέση τους με τον άνθρωπο μπορεί να είναι χρήσιμα – απαραίτητα. Σε αυτήν την κατηγορία ανήκουν:

  1. Βακτήρια που χρησιμοποιούνται στον τομέα της υγείας (αντιβιοτικά, εμβόλια),
  2. Βακτήρια που χρησιμοποιούνται στον τομέα της διατροφής (τρόφιμα),
  3. Βακτήρια που περνούν όλη τους τη ζωή στο φυσικό περιβάλλον και αποικοδομούν τη νεκρή οργανική ύλη, ή συμμετέχουν στη διεκπεραίωση των βιογεωχημικών κύκλων (αποικοδομητές, συμβιωτικά ή ελεύθερα αζωτοδεσμευτικά Βακτήρια, νιτροποιητικά και απονιτροποιητικά Βακτήρια),
  4. Βακτήρια που παρασιτούν σε διάφορους ιστούς και όργανα του ανθρώπου και αποτελούν φυσιολογική μικροχλωρίδα. Αυτά είτε παράγουν χρήσιμες χημικές ουσίες (όπως το Βακτήριο Escherichia coli που ζει στο έντερο και παράγει τη βιταμίνη Κ), είτε συμβάλλουν στην άμυνα του οργανισμού αφού ανταγωνίζονται τους παθογόνους μικροοργανισνούς. Στον ανθρώπινο εντερικό σωλήνα παρασιτούν περίπου 100 τρισεκατομμύρια Βακτηριακά κύτταρα (!) από διαφορετικά είδη, χωρίς την ύπαρξη των οποίων η διαβίωση του ανθρώπινου οργανισμού θα ήταν θεωρητικά αδύνατη.

Φυσικά δεν είναι όλα τα Βακτήρια ευεργετικά ή χρήσιμα για τον άνθρωπο. Ορισμένα από τα Βακτήρια της φυσιολογικής μικροχλωρίδας μπορούν να γίνουν παθογόνα υπό προϋποθέσεις γι’ αυτό χαρακτηρίζονται δυνητικά παθογόνα Βακτήρια. Έτσι, αν για κάποιο λόγο (π.χ. μειωμένη αντίσταση του ξενιστή) αυξηθούν, ή αν μεταναστεύσουν σε άλλους ιστούς ή όργανα, τότε μπορούν να προκαλέσουν ασθένεια. Επίσης, πολλά Βακτήρια απειλούν την υγεία μας μέσω των ουσιών που παράγουν. Οι ουσίες αυτές λέγονται τοξίνες και διακρίνονται σε εξωτοξίνες και ενδοτοξίνες. Οι ενδοτοξίνες βρίσκονται στο κυτταρικό τοίχωμα κάποιων Βακτηρίων και μπορούν να προκαλέσουν πυρετό, πτώση της πίεσης του αίματος κ.ά., ενώ οι εξωτοξίνες εκκρίνονται από τα Βακτήρια και  προσβάλλουν συγκεκριμένα όργανα του ανθρώπου μέσω της κυκλοφορίας του αίματος.

Μερικά παθογόνα Βακτήρια προκαλούν σοβαρές ασθένειες στον άνθρωπο.

ΑΣΘΕΝΕΙΕΣ ΒΑΚΤΗΡΙΑ
Χολέρα Vibrio cholerae – Δονάκιο της χολέρας
Σύφιλη (ΣΜΝ) Treponema pallidum – Ωχρό Τρεπόνημα
Γονοκοκκική ουρηθρίτιδα / γονόρροια / βλεννόρροια (ΣΜΝ) Neisseria gonorrhae – Ναϊσσέρια της γονόρροιας
Λοίμωξη από χλαμύδια (ΣΜΝ) Μέλη της οικογένειας Chlamydiaceaeπ.χ. Chlamydia trachomatis

Μετάδοση των Βακτηρίων στον άνθρωπο
  • Με την τροφή και το νερό
  • Με την επαφή με μολυσμένα ζώα
  • Με τα σταγονίδια του βήχα ασθενούς ατόμου
  • Με άμεση επαφή με μολυσμένα άτομα (συμπεριλαμβάνεται η σεξουαλική επαφή)
  • Με έμμεση επαφή με μολυσμένα αντικείμενα (που έχουν χρησιμοποιηθεί από μολυσμένα άτομα)
  • Με το αίμα (μεταγγίσεις, από τη μολυσμένη μητέρα στο έμβρυο κατά τον τοκετό)
  • Με το τσίμπημα εντόμων (κουνουπιών, μυγών κ.λ.π.)

Πρόληψη των μολύνσεων
  • Τακτικό πλύσιμο του δέρματος, των χεριών και των μαλλιών
  • Καλό πλύσιμο των φρέσκων φρούτων και λαχανικών
  • Συνεχής και ελεγχόμενη χλωρίωση του νερού
  • Παστερίωση του γάλακτος
  • Εμβολιασμός
  • Αποστείρωση οδοντιατρικών και χειρουργικών εργαλείων
  • Χρήση προφυλακτικού κατά τη σεξουαλική επαφή
  • Έλεγχος μεταγγιζόμενου αίματος και παραγώγων του
  • Χρήση συρίγγων μιας χρήσης

Αντιμετώπιση Βακτηριακών λοιμώξεων

Η αντιμετώπιση των Βακτηριακών λοιμώξεων στηρίζεται στην έγκαιρη και επαρκή παραγωγή αντισωμάτων (ενδογενώς) και στη χορήγηση  αντιβιοτικών.

Πηγή:https://ysjournal.com/antibiotics-an-era-of-resistance/

Τα αντιβιοτικά είναι χημικές ουσίες με αντιμικροβιακή δράση που παράγονται από Βακτήρια, μύκητες και φυτά και δρουν εναντίον Βακτηρίων, μυκήτων και πρωτοζώων. Παρόλο που η ανακάλυψη των αντιβιοτικών έχει συνεισφερει σημαντικά στην αντιμετώπιση των Βακτηριακών λοιμώξεων, δεν πρέπει να θεωρείται πανάκεια, καθώς η αλόγιστη χρήση αντιβιοτικών έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία πολύ ανθεκτικών στελεχών Βακτηρίων. Για το λόγο αυτό γίνεται επιτακτική ανάγκη η ανακάλυψη νέων αντιβιοτικών, που θα έχουν θετική ανταπόκριση στην εξουδετέρωση ανθεκτικών στελεχών Βακτηρίων.


ΒΑΚΤΗΡΙΑ ΚΑΙ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ

Τα Βακτήρια χρησιμοποιούνται στη Βιοτεχνολογία για την παραγωγή χρήσιμων προϊόντων (τρόφιμα, αντιβιοτικά και εμβόλια) σε ευρεία κλίμακα.  Με χρήση τεχνικών ανασυνδυασμένου DNA εισάγονται νέες επιθυμητές ιδιότητες στα Βακτήρια, γρήγορα και με μεγάλη ακρίβεια, τα οποία στη συνέχεια καλλιεργούνται στο εργαστήριο ή/και σε βιομηχανική κλίμακα με τη χρήση βιοαντιδραστήρων κάτω από αυστηρά ελεγχόμενες συνθήκες καλλιέργειας. Μέσα στο βιοαντιδραστήρα τα Βακτήρια αναπτύσσονται και πολλαπλασιάζονται σε ένα περιβάλλον ιδανικό για αυτά (κατάλληλες συνθήκες θερμοκρασίας, pH, διαθεσιμότητας οξυγόνου), καταναλώνοντας παράλληλα τα συστατικά του θρεπτικού υλικού.
Ο ρυθμός ανάπτυξης των Βακτηρίων καθορίζεται από το χρόνο διπλασιασμού τους. Ο χρόνος διπλασιασμού και συνεπώς ο ρυθμός ανάπτυξης εξαρτώνται άμεσα από παράγοντες όπως τη διαθεσιμότητα θρεπτικών συστατικών, το pH, το Ο2 και τη θερμοκρασία.

  • Το θρεπτικό υλικό των Βακτηρίων θα πρέπει να περιλαμβάνει πηγή άνθρακα, πηγή αζώτου, μεταλλικά ιόντα και νερό.
  • Αναλόγως του pH στο οποίο αναπτύσσονται, τα Βακτήρια χωρίζονται σε αλκαλόφιλα και οξύφιλα. Τα περισσότερα Βακτήρια αναπτύσσονται σε περιβάλλον με pH 6-9, ενώ άλλα χρειάζονται pH 4-5.
  • Υπάρχουν Υποχρεωτικώς Αερόβια Βακτήρια (για την ανάπτυξή τους απαιτούν υψηλή συγκέντρωση Ο2), Μικροαερόφιλα Βακτήρια (απτύσσονται μόνο σε χαμηλές συγκεντρώσεις οξυγόνου), Προαιρετικώς Αερόβια Βακτήρια (παρουσία Ο2 αναπτύσσονται με ταχύτερο ρυθμό απ’ ότι απουσία του, και Υποχρεωτικώς Αναερόβια Βακτήρια (αναπτύσσονται απουσία Ο2).
  • Mε βάση τη θερμοκρασία τα Βακτήρια διακρίνονται σε τρεις μεγάλες ομάδες: Ψυχρόφιλα (αναπτύσσονται σε θερμοκρασία 0-15 °C), Μεσόφιλα (αναπτύσσονται σε θερμοκρασία 30-40 °C) και Θερμόφιλα (αναπτύσσονται σε θερμοκρασία 50-60 °C).

 


2 Σχόλια

ferma

23 Μαρτίου 2017 at 7:19 μμ

Very interesting 🙂 !

tsiki

29 Μαρτίου 2017 at 11:25 μμ

Έχουμε παραγνωριστεί με τα βακτήρια! Είναι πολυπληθέστερα από τα δικά μας κύτταρα. Και το βάρος τους μετράει σαν δικό μας…

Leave a Reply