Pratite nas na facebook-u

android aplikacija
trazim posao
Preporučujemo

Sajt za nastavnike biologije Biologija za osnovce Božanstvena biologija
Violetina biologija
Riznica znanja
Volim biologiju
Ekoblogomanija

 

 

 

Prokariote

 

 

Bakterije su najbrojnija grupa organizama koja imaju prokariotsku građu. Bile su bitne u biološkoj evoluciji, a i danas su osnova svakog lanca ishrane u prirodi. Nalazimo ih svuda oko nas, u zemljištu, vodi, uključujući i ljudski organizam. Dakle, bakterije su pripadnici i fiziološke flore ljudi i životinja- nalazimo ih na koži, u usnoj i nosnoj sluznici, crevima, donjem delu ženskih polnih organa, gde učestvuju u veoma korisnim hemijskim procesima. Od oko 1500 opisanih vrsta bakterija, samo je stotinak vrsta patogeno za čoveka. Za čoveka je veoma značajna i korisna bakterija Escherichia coli koja živi u crevima i pomaže u varenju hrane. Ona u crevima predstavlja deo normalne flore dok u drugim organima može biti patogena (npr.upala mokraćne bešike). Morfologiju, rast, gajenje, metabolizam i genetiku bakteriju proučava deo mikrobiologije koji se zove bakteriologija.

     Prva posmatranja bakterija vršio je Antoni van Leeuwenhoek davne 1683. godine, pomoću mikroskopa koji je sam napravio .(Sliku mikroskopa možete ovde pogledati). Naziv bakterija uveden je u upotrebu 1828.(grč. bakterion što znači "štapić, palica"). Proučavanjem bakterija kao uzročnika i prenosioca bolesti bavili su se Louis Pasteur i Robert Koch.

     Prokariotske ćelije su prve ćelije koje su se javile u evoluciji živog sveta. Najstariji fosili ovih ćelija su stari 2.8 milijardi godina i pronađeni su u sedimentnim stenama zapadne Australije. To su sitne (1- 1.5 µm) relativno jednostavne ćelije koje imaju ćelijsku membranu i izvan nje dosta čvrst ćelijski zid dok nemaju jedro niti ćelijske organele, osim ribozoma. Pošto u citoplazmi nemaju organela njihovu funkciju obavljaju supramolekularne strukture. Ove ćelije imaju malo membranskih struktura i najčešće je to samo ćelijska membrana ili njene invaginacije kao što su mezozomi u bakterijskim ćelijama i tilakoidi u ćelijama cijanobakterija. Mezozomi predstavljaju uvrate membrane a doprinose povećanju njene površine a time povećavaju i intetnzitet procesa vezanih za membranu. Kod cijanobakterija, koje mogu da obavljaju fotosintezu, za uvrate membrane su vezani pigmenti i enzimi koji učestvuju u fotosintezi.

prokarioti




     Ćelijska membrana je semipermeabilna tj. polupropustljiva te kao takva kontroliše kretanje materija u ćeliju i izvan nje i predstavlja selektivnu barijeru. Debljina ćelijske membrane je 5-10 nm i predstavlja dvoslujnu strukturu tj. čine je molekuli fosfolipida poređani u dva paralelna niza. Vidljiva je elektronskim mikroskopom.

     Unutrašnji matriks ćelije je koloidnog karaktera sa sitnim granuliranim česticama. Sadrži 80% vode, ugljene-hidrate, proteine, lipide, neorganske materije, ribozome, inkluzije i genetski materijal.

     Genetski materijal u ovim ćelijama predstavlja kružno uobličen lanac DNK koji nije zaodenut membranom nego se nalazi slobodno u citoplazmi i označen je kao nukleoid. Sadrži sve genetičke informacije vezane za strukturu i funkciju ćelije. Ne sadrži histone. Prokariotske ćelije imaju najčešće jedan nukleoid a razmnožavaju se prostom ćelijskom deobom. Dakle kod njih ne postoji mitoza i mejoza.

      Isto tako, prokariotske ćelije nemaju endoplazmatski retikulum kao ni mitohondrije, ali imaju respiratorne enzime koji su vezani za unutrašnju stranu njihove ćelijske membrane. Premda imaju relativno jednostavnu strukturu, prokariotske ćelije su u biohemijskom pogledu veoma raznovrsne i dinamične, tako da se kod njih mogu sresti svi glavni metabolički putevi uključujući tri glavna procesa u kojima se oslobađa energija: glikolizu, respiraciju i fosforilaciju.

      Ribozomi su mesta sinteze proteina, građeni su od dve subjedinice koje se sastoje od proteina i ribozomske RNK (r-RNK), ali im je sedimentacijski koeficijent, za razliku od eukariotskih ribozoma,70S (S je koeficijent sedimentacije, tj. taloženja, koji određuje veličinu i oblik nekog molekula; naziva se još i Svedbergova konstanta),te su sitniji od eukariotskih ribozoma. Mogu biti slobodni ili vezani za citoplazmatsku membranu.

ribozomi prokariota


plazmid

      U citoplazmi se mogu videti i plazmidi koji imaju ulogu naslednog aparata ali nisu vezani za nukleoid te se i replikuju nezavisno od njega. Predstavljaju male kružne dvolančane molekule DNK, po veličini veoma različite koje pod određenim uslovima mogu proći kroz ćelijsku membranu. Bakterijskoj ćeliji plazmidi nisu preko potrebni za život ali joj mogu pomoći da preživi nepovoljne uslove. Mnogi tipovi plazmida nose gene koji bakterije čine otpornim na antibiotike, teške metale ili ultraljubičasto zračenje. Zaštitu od antibiotika plazmidi obavljaju tako što sprečavaju da antibiotici prodru u bakteriju ili se u samoj bakterijskoj ćeliji sintetišu enzimi koji razlažu antibiotike. Za čoveka su najznačajniji R-plazmidi jer sadrže gene kojima bakterija stiče otpornost na antibiotike.

    

 

 Ćelijski zid je jedinstven po sastavu jer sadrži peptidoglikan - murein. Prema strukturi mureina i udelu dodatnih materija u ćelijskom zidu razlikujemo:

1. Gram-pozitivne bakterije - građene su od nekoliko slojeva mureina unutar kojih se nalazi teihonska kiselina, te imaju deblji ćelijski zid.

celijski zid gram+ bakterija


2. Gram-negativne bakterije - imaju manji broj slojeva mureina i ne sadrže teihonsku kiselinu.

celijski zid gram- bakterija


Skoro sve vrste bakterija poseduju ćelijski zid koji okružuje i štiti unutrašnjost bakterijske ćelije od mehaničkih oštećenja i promene pritiska. Za razliku od biljaka eukariota, prokariotski ćelijski zid nikada ne sadrži celulozu. Neke bakterije na površini imaju i sluzavi omotač označen kao kapsula koji ih štiti od nepovoljnih uticaja okoline tj. od odbrambenog sistema organizma u koji je dospela. Izgrađena je od polisaharida. Kod mnogih bakterija je zapaženo da obrazuju gust, somotast omotač od kapsulinih polisaharida nazvan glikokaliks. Tako npr. bakterija (streptokoka) koja izaziva karijes, se najbolje pričvršćuje za površinu zuba onda kada stvara glikokaliks. Za proizvodnju glikokaliksa neophodni su šećeri.

     Ćelijski zid ne sadrži samo nekoliko vrsta bakterija. Njegovo oštećenje dovodi do smrti bakterije. Antibiotik penicilin sprečava stvaranje ćelijskog zida.


Organele za kretanje



     Razlikujemo dve vrste organela za kretanje:

1. Bičevi (flagele) predstavljaju duge i tanke izraštaje pričvršćene za ćelijski zid i ćelijsku membranu, koji rotirajućim pokretima pokreću ćeliju. Njihovim gubitkom bakterije postaju nepokretne.Za razliku od bičeva eukariota ovi nisu pokriveni ćelijskom membranom.

      Prema broju i položaju bičeva razlikujemo:

a) MONOTRIH- jedan bič na jednom kraju
b) AMFITRIH - po jedan bič na oba kraja ćelije
c) LOFOTRIH - dva ili više bičeva na oba kraja ćelije
d) PERITRIH - bičevi se nalaze okolo čitave ćelije


bicevi kod bakterija


2.Pili predstavljaju tvorevine nalik na vlasi kose pričvršćene na bakterijsku ćeliju na polovima ili na celoj površini ćelije. Kraće su i tanje od bičeva, ali su brojnije. Omogućuju bakterijama da se pričvrste za drugu ćeliju ili na određen supstrat.



Najbrojniji oblici bakterija



morfologija bakterija

     * Loptaste bakterije ili koke - imaju oblik kugle. Ukoliko nakon deobe ćelije ostaju zajedno, tada nastaju diplokoke (dve ćelije), streptokoke (u vidu lanca), stafilokoke(u obliku grozda), tetrakoke (dva para) ili sarcine (osam jedinki).

     * Štapićaste bakterije ili bacili - mogu biti različite dužine i prečnika. Kada se nakon deobe ne razdvoje, nazivamo ih diplobacili (u paru) a grade i streptobacile (lanac) i palisade (poređani paralelno)

     * Spiralne bakterije ili spirili - su u osnovi štapićaste bakterije, jednom ili više puta zavijene oko svoje zamišljene ose. Mogu imati i oblik zareza te se tada nazivaju vibrioni a mogu formirati i više zavoje kada se nazivaju spirohete.


Staphylococcus aureus Streptococcus pneumoniae E. coli helicobacter
          



Razmnožavanje



binarna deoba

     Bakterije se počinju razmnožavati kada njihove ćelije narastu do veličine karakteristične za datu vrsti. Najveći broj bakterijskih vrsta se razmnožavaja binarnom deobom pri kojoj se jedna ćelija podeli na dve nove ćelije. Rast bakterija podrazumeva povećanje njihove veličine, ali i povećanje njihovog broja nakon razmnožavanja, a kao rezultat toga stvara se kolonija. Neke bakterije se veoma brzo razmnožavaju. Pod povoljnim uslovima dele se na svakih 20-30 minuta.

     U slučaju nepovoljnih ekoloških uslova (nedostatak hrane i vode, nepovoljan ph, temperatura, toksični agensi, zračenja) unutar bakterijskih ćelija stvaraju se endospore, dolazi do gubljenja bičeva i kapsule. Endospore ne služe za razmnožavanje već za preživljavanje nepovoljnih uslova.Proces stvaranja spora naziva se sporulacija, a bakterije sa tom sposobnošću su sporogene bakterije. Spore se obrazuju kao zaštita genetičkog materijala i mogu imati različit položaj u ćeliji, terminalo, subterminalno i centralno. Prečnik spore može biti manji, jednjak ili veći od prečnika bakterijske ćelije. Kada u spoljašnjoj sredini ulovi postanu povoljni iz spore isklija nova bakterija.

 



endospore    endospore1     endospore

    

Putevi širenja zaraze bakterijama

     Bakterijama se možemo zaraziti hranom i vodom, vazduhom, direktim kontakom sa životinjama. Bakterije unete preko digestivnog sistema mogu izazvati tifus, koleru...Preko vazduha, govorom, kijanjem i kašljanjem prenose se uzrocnici upale disajnih puteva, pluća, tuberkuloza, difterija. Uši kao paraziti životinja prenose uzročnike pegavog tifusa. Uzročnik Lajmske bolesti je bakterija koja se prenosi ujedom krpelja.

     Zarazu možemo sprečiti: održavanjem čistoće i lične higijene, vakcinacijom, pročišćavanjem vode za piće, mikrobiološkom kontrolom hrane, postupcima pasterizacije i sterilizacije, izolacijom obolelih životinja.

     Pasterizacija je postupak zagrevanja tečnosti (npr.mleka, voćnih sokova) pola sata na oko 65 stepeni, pri čemu ugiba većina prisutnih bakterija, a ostaju sačuvani vitamini i drugi korisni sastojci.

     Sterilizacija je postupak uništenja živih bakterija i njihovih spora na visokoj temperaturi ili hemijskim sredstvima. Primenjuje se u zdravstvenim ustanovama.